Transformatörün indüklediği elektromotor kuvvetinin Ampere yasası ile ilgili örnek sorular ve formüller.
Ampere Yasası
1. H.C. Oersted'e göre, elektrik akımı manyetik alan üretir. Bu teoriyi geliştirerek, elektrik akımı taşıyan bir bobin de manyetik alan üretir. Elektrik akımı taşıdığında, çubuk mıknatısın ürettiğine benzer bir manyetik alan üreten bir bobin...
A. toroid
B. solenoid
C. sarmal tel
D. dikdörtgen bobin
Pembahasan
Çubuk mıknatısın iki kutbu vardır: kuzey kutbu ve güney kutbu. Çubuk mıknatısın oluşturduğu manyetik alan, kuzey kutbundan başlayıp güney kutbuna giren manyetik alan çizgileriyle temsil edilir.
Çubuk mıknatısın oluşturduğu manyetik alan, yandaki resimde görüldüğü gibi bir solenoidin oluşturduğu manyetik alana benzer.
Solenoid, çok sayıda sarımdan oluşan uzun bir tel bobinidir. Aşağıdaki resim, elektrik akımı taşıyan bir tel bobininin etrafına sarılmasıyla bir mıknatıs yapımına örnek göstermektedir. Manyetik kutupların yönü, sağ el kuralı kullanılarak belirlenebilir.
Sağ elinizi uzatın, avuç içi yüzünüze bakacak şekilde konumlandırın. Başparmağınızı uzatın ve diğer dört parmağınızı öne, yüzünüze doğru bükün. Dört parmağın bükülme yönü, bobindeki akım akış yönüne karşılık gelirken, başparmak manyetik alanın kuzey kutbuna doğru işaret eder. Başparmak N eksenine doğru işaret ettiğinden, N mıknatısın kuzey kutbunu, M ise mıknatısın güney kutbunu temsil eder.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Toroid
2. Elektrik akımı taşıyan bir toroidal cismin oluşturduğu manyetik alanın bir yönü vardır…
A. Toroid düzlemine dik
B. dairesel
C. ileri geri
D. zamana bağlıdır
Pembahasan
Toroid, dairesel bir solenoiddir; bu nedenle, sağ el kuralını kullanarak, toroid tarafından üretilen manyetik alanın dairesel bir yönü vardır.
Doğru cevap B şıkkıdır.
İndüklenen EMF
3. Bir mıknatıs bir bobinin içine yerleştirilirse, bobinin uçları arasında indüklenmiş bir elektromotor kuvvet oluşur. Bu olaya neden olan şey...
A. Bobini kesen manyetik alanın yönünde bir değişiklik meydana gelir.
B. Bobini kesen manyetik kutuplarda bir değişiklik meydana gelir.
C. Bobini kesen manyetik kuvvet çizgilerinin sayısında bir değişiklik meydana gelir.
D. Bobini kesen manyetik kuvvet çizgilerinin sayısında bir azalma olur.
Pembahasan
Manyetik alanın değişmesiyle indüklenen elektromotor kuvvet oluşur. İndüklenen elektromotor kuvvetin büyüklüğü, manyetik alanın değişim hızına değil, manyetik akının değişim hızına bağlıdır. Manyetik akı, bir bobinden geçen manyetik alan çizgilerinin sayısıdır. Manyetik akının matematiksel formülü Φ'dir.B = BA cos θ. Manyetik alan çizgileri bobinin yüzey alanına dik ise, manyetik alan çizgileri ile normal çizgi arasında oluşan açı 0'dır.okosinüsün 0 olduğu yerdeo = 1. Manyetik alan çizgileri bobinin yüzey alanına paralel ise oluşan açı 90 derecedir.okosinüsün 90 olduğu yerdeo = 0. Dolayısıyla manyetik akı, manyetik alan çizgileri bobinin yüzey alanına paralel olduğunda minimum değere, manyetik alan çizgileri bobinin yüzey alanına dik olduğunda ise maksimum değere sahiptir.
Oluşan elektromotor kuvvetin büyüklüğü, Faraday'ın indüksiyon yasası formülü kullanılarak hesaplanır:
Negatif işaret, indüklenen elektromotor kuvvetin, akı değişiminin kaynağına zıt yönde bir elektrik akımı oluşturduğunu gösterir. Bu ifadeye Lenz yasası denir.
Doğru cevap C şıkkıdır.
4. Bir bobinde oluşan indüklenen elektromotor kuvvet (EMF) zamanla doğrusal olarak artmaktadır. Bobinin yüzey alanı sabit kalırsa ve manyetik alan bobinin yüzeyine dik ise, bu koşul için olası manyetik alan grafiği aşağıdakilerden hangisidir?
Pembahasan
Oluşan elektromotor kuvvetin büyüklüğü, Faraday'ın indüksiyon yasası formülü kullanılarak hesaplanır:
Elektrik alanı bobinin yüzeyine dik ise:
Bilgi:
Manyetik alan bobinin yüzeyine dik ise, manyetik akı formülü şöyledir:
B = manyetik alan, A = bobinin yüzey alanı.
Bobinin yüzey alanı sabit bir değere sahiptir ve manyetik alan bobinin yüzeyine diktir, dolayısıyla sabit bir değere sahiptir.
Dolayısıyla yukarıdaki formüle dayanarak, indüklenen elektromotor kuvvetin değerini etkileyen şeyin akı değişim hızı olduğu, akı değişim hızı ne kadar yüksekse indüklenen elektromotor kuvvetin de o kadar büyük olduğu sonucuna varılabilir.
Doğru cevap B şıkkıdır.
dönüştürücü
5. Lütfen aşağıdaki ifadeye dikkat edin!
1. Birincil sargı sayısı, ikincil sargı sayısından azdır.
2. Birincil gerilim, ikincil gerilimden daha büyüktür.
3. Birincil akım, ikincil akımdan daha büyüktür.
4. Birincil güç, ikincil güçten daha küçüktür.
Yükseltici transformatörün özelliklerine karşılık gelen ifade şudur:
A. 1 ve 2 numaralı ifadeler
B. 1 ve 3 numaralı ifadeler
C. 2 ve 3 numaralı ifadeler
D. 2 ve 4 numaralı ifadeler
Pembahasan
Transformatör, alternatif akımın (AC) voltajını değiştirmek için kullanılan bir cihazdır. İki tür transformatör vardır: yükseltici transformatörler ve alçaltıcı transformatörler. Yükseltici transformatörler voltajı artırırken, alçaltıcı transformatörler voltajı düşürür.
Yükseltici transformatörün işlevi voltajı artırmaktır, bu nedenle özellikleri şunlardır:
1. Birincil gerilim daha küçük, ikincil gerilim daha büyük.
2. Birincil elektrik akımı daha büyük, ikincil elektrik akımı daha küçüktür.
3. Birincil dönüş sayısı az, ikincil dönüş sayısı daha fazladır.
Bir alçaltıcı transformatörün özellikleri, voltajı düşürme işlevi gördüğü için şu şekildedir:
1. Birincil gerilim daha büyük, ikincil gerilim daha küçüktür.
2. Birincil elektrik akımı daha küçük, ikincil elektrik akımı daha büyüktür.
2. Birincil dönüş sayısı daha fazla, ikincil dönüş sayısı daha azdır.
Elektrik gücü, belirli bir zaman aralığında kullanılan elektrik enerjisidir. Enerji korunur, dolayısıyla güç de korunur. Bu nedenle, birincil bobindeki elektrik enerjisi, ikincil bobindeki elektrik enerjisine eşittir ve dolayısıyla elektrik gücü de eşittir.
Elektrik enerjisi formülü:
P = VI
Açıklama: P = elektrik gücü, V = elektrik gerilimi, I = elektrik akımı
Sabit güç, dolayısıyla bu formüle dayanarak, elektrik voltajı büyükse elektrik akımının küçük olması gerektiği ve böylece elektrik voltajı ile elektrik akımının çarpımının sabit bir değere sahip olduğu sonucuna varılır.
Doğru cevap B şıkkıdır.
