Pole magnetyczne, indukcja i prąd zmienny - klasa IIIa

POLE MAGNETYCZNE 
I INDUKCJA

Zadanie 1
Przez zwojnicę posiadającą 100 zwojów i mającą długość 20 cm płynie prąd. Zwojnica jest połączona ze źródłem o SEM 4,5 V.
a) Oblicz wartość natężenia tego prądu, jeżeli wewnątrz zwojnicy zostało wytworzone pole magnetyczne o indukcji, której wartość wynosi 0,0025 T.
b) narysuj zwojnicę oraz linie pola magnetycznego wytworzonego przez nią, zaznacz ich zwrot we wnętrzu i na zewnątrz zwojnicy. Zaznacz bieguny źródła prądu.
c) Jak zmieni się indukcja pola wewnątrz zwojnicy, jeśli do jej wnętrza zostanie wsunięty rdzeń o współczynniku przenikalności 100.
d) oblicz opór zwojnicy.
e)do przedstawionego obwodu dołączono opornicę suwakową, w taki sposób, aby można było zmieniać natężenie prądu płynącego w obwodzie. Narysuj schemat tego obwodu.

Zadanie 2
W jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B=0,025T obraca się ze stałą prędkością kątową 40 rad/s pręt o długości 0,5m. Oś obrotu jest równoległa do linii pola, przechodzi przez koniec pręta i jest do niego prostopadła. Ile wynosi napięcie między końcami pręta?

Zadanie 3
Jeżeli zmiana natężenia prądu o 16 A w czasie 0,25 s indukuje w obwodzie SEM 6 V, to ile wynosi współczynnik samoindukcji obwodu?

Zadanie 4
Wyznacz SEM indukowane w ramce kwadratowej o boku 10 cm umieszczonej prostopadle do linii sił pola magnetycznego o indukcji 0,5 T. Indukcja pola zmalała w czasie 0,04s do wartości 0,1 T.

PRĄD ZMIENNY

Zadanie 1
a) Narysuj obwód drgający zawierający kondensator o pojemności 0,002 mF i cewkę o indukcyjności 5 H
b) Oblicz częstotliwość rezonansową tego obwodu
c) oblicz opór indukcyjny w tym obwodzie
d) oblicz rezystancję pojemnościową

Zadanie 2
W obwód prądu zmiennego o napięciu 155,1 sin (140w t) [V]włączono szeregowo cewkę oraz rezystor 8 om. Natężenie wskazane przez miernik wyniosło 4A. Oblicz:
a) opór indukcyjny tej cewki
b) indukcyjność zwojnicy
c) okres zmian natężenia prądu
d) przedstaw na wykresie zależność U (t)

Zadanie 3
Dany jest obwód RLC zasilany napięciem sieciowym (230 V). Zmierzone napięcie na oporze omowym wyniosło 200 V, a na cewce 100 V. Oblicz napięcie na kondensatorze.

Zadanie 4
a) Narysuj transformator do zadania
b) oblicz , jaka moc wydzieli się na suszarce o oporze 300 om włączonej w obwód wtórny zawierający 20 zwojów, jeżeli w obwodzie pierwotnym zawierającym 10 zwojów napięcie prądu wynosi 110 V.

Zadanie 5
Do źródła prądu przemiennego o napięciu skutecznym 230 V włączono opór R = 200 om i kondensator o pojemności 4 mikrofarady. Częstotliwość prądu wynosi 50 Hz.
a) oblicz zawadę obwodu
b) oblicz jedną z funkcji kąta przesunięcia fazowego między napięciem a natężeniem prądu w obwodzie
c) korzystając ze wzoru P = Usk Isk cos(fi) oblicz moc wydzieloną na oporze R
d) oblicz indukcyjność cewki, która włączona szeregowo do obwodu doprowadzi do rezonansu

TEORIA

1. Wyjaśnij reguły lewej i prawej ręki
2. Wyjaśnij regułę Lentza
3. Wyjaśnij zjawisko samoindukcji (indukcyjność własna)
4. Rysunki: wyznaczanie prądu indukcyjnego (SEM), magnez i przewodnik kołowy, zwojnica, oddziaływanie na siebie cewek, itp.
5. Wyjaśnij zjawisko indukcji elektromagnetycznej (strumień pola, SEM)
6. Opory w obwodzie prądu przemiennego (omowy, indukcyjny, pojemnościowy, zawada)
7. Wartości skuteczne napięcia i natężenia
8. Obwód drgający LC
9. Transformator
10. Prądnica