darblapas

Starpposma elektromagnētisms un elektromagnētiskā indukcija

Ancient Egypt: Crash Course World History #4 (Decembris 2018).

Anonim

Starpposma elektromagnētisms un elektromagnētiskā indukcija

DC elektriskās shēmas


jautājums 1

Tā kā elektriskā strāva tiek nodota caur stieples spoli, tā rada magnētisko lauku. Ja šīs straumes lielums laika gaitā mainās, tā būs arī magnētiskā lauka stiprums.

Mēs arī zinām, ka magnētiskā lauka plūsma, kas laika gaitā mainās, izraisīs spriegumu stiepes spoles garumā. Paskaidrojiet, kā elektromagnētisma un elektromagnētiskās indukcijas papildinošie principi vienlaicīgi izpaužas vienā un tajā pašā stiepļcaurulē, lai radītu pašinvestāciju .

Arī paskaidrojiet, kā Lenca likums attiecas uz spoles pašnodarbināto sprieguma polaritāti.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Mainīga strāva caur spoli rada sprieguma kritumu, kas pretstatā pārmaiņu virzienam.

Piezīmes:

Pašinvestēšana nav sarežģīts jēdziens, lai uztvertu, ja tam jau ir laba izpratne par elektromagnētismu, elektromagnētisko indukciju un Lenca likumu. Daži skolēni var apgrūtināt izpratni par pašnodarbināšanos, jo tas, iespējams, ir pirmais pieteikums, ko viņi redzējuši, ja šie trīs fenomeni savstarpēji saistīti vienlaicīgi.

2. jautājums


∫f (x) dx aprēķinu brīdinājums!


Vienkāršā rezistoru shēmā strāvu var aprēķināt, dalot piemēroto spriegumu ar pretestību:

Lai gan šīs shēmas analīze, iespējams, šķiet triviāla jums, es gribētu mudināt jūs apskatīt to, kas šeit notiek no jauna perspektīvas. Svarīgs princips, kas fizikā tiek pētīts vairākas reizes, ir līdzsvara stāvoklis, kurā daudzumi dabiski "meklē" līdzsvara stāvokli. Šajā vienkāršajā shēmā meklējamais līdzsvars ir vienāds ar spriegumu: spriegumam pāri rezistoram ir jāatrodas tādā pašā vērtībā kā strāvas avota spriegumam:

Ja rezistors tiek skatīts kā sprieguma avots, kas ir līdzsvarā ar sprieguma avotu, tad saskaņā ar Ohma likumu (V = IR) pašreizējam strāvas signālam jāsaskan ar jebkuru vērtību, kas nepieciešama, lai radītu nepieciešamo balansējošo spriegumu visā rezistorā. Citiem vārdiem sakot, rezistoru strāva sasniedz jebkādu lielumu, lai radītu sprieguma kritumu, kas ir vienāds ar avota spriegumu .

Tas var šķist dīvains veids, kā analizēt šādu vienkāršu ķēdi, ar rezistoru, kas "cenšas" ģenerēt sprieguma kritumu, kas ir vienāds ar avotu, un pašreizējais "maģiski" pieņemot, kāda vērtība tai ir, lai sasniegtu šo sprieguma līdzsvaru, bet tas ir noderīgi izprast cita veida ķēdes elementus.

Piemēram, šeit ir pieejams sprieguma avots, kas savienots ar lielu stieņu spoli caur slēdzi. Pieņemsim, ka stiepļu spolei ir niecīga pretestība (0 Ω):

Tāpat kā rezistoru ķēde, spole "mēģinās" panākt sprieguma līdzsvaru ar sprieguma avotu, kad slēdzis ir aizvērts. Tomēr mēs zinām, ka spolē inducētais spriegums nav tieši proporcionāls strāvai, kā tas ir ar rezistoru - tā vietā spoles sprieguma kritums ir proporcionāls magnētiskā plūsmas ātruma izmaiņām laika gaitā, kā aprakstīts Faraday elektromagnētiskās indukcijas likumā :

v spole = N d φ


dt

Kur

v spole = momentānais spriegums, voltos

N = apgriezienu skaits stieples spolē

((d φ) / dt) = momentānā magnētiskās plūsmas maiņas ātruma ātrums, mēnesī sekundē

Pieņemot, ka lineārais savienojums starp spoles strāvu un magnētisko plūsmu (ti, dubultojas, ja es dubultojos), šo vienkāršo ķēžu strāvu laika gaitā pēc slēdža aizvēršanas apraksta.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Kad slēdzis tiek aizvērts, strāva laika gaitā nepārtraukti palielināsies lineārajā ātrumā:

Izaicinājuma jautājums: īsta stieples spole satur elektrisko pretestību (ja vien tie nav izgatavoti no supravadošas stieples, protams), un mēs zinām, kā pretestības ķēdēs notiek sprieguma līdzsvars: strāva saplūst ar vērtību, kas nepieciešama, lai izturība samazinātu vienādu spriegums kā avots. Tad raksturojiet to, ko strāvā strādā ķēde ar reālu stiepļu spoli, nevis supravadoša stieņa spole.

Piezīmes:

Studenti, kuri vēl nespēj izprast induktivitātes jēdzienu, var likt domāt, ka pašreizējā ķēde būs bezgalīga, ievērojot Ohmas likumu (I = E / R). Viens no šī jautājuma mērķiem ir atklāt šādus pārpratumus, lai tos varētu labot.

Šī shēma nodrošina izcilu piemēru integrācijas principa integrēšanai, kur nepārtraukta sprieguma pielietojums starp induktoru rada pastāvīgi pieaugošu strāvu. Tas, vai jūs pieskarieties šim jautājumam vai ne, ir atkarīgs no jūsu skolēnu matemātiskās prasmes.

3. jautājums

Ļoti noderīga metode strāvas mērīšanai caur vadu ir mērīt magnētiskā lauka stiprumu ap to. Šis ampērmetra tips ir pazīstams kā spiediena mērinstruments:

Zinot šī mērītāja darbības principu, aprakstiet, kādas pašreizējās vērtības norāda šajā ķēdē, izmantojot trīs spiediena ampērus:

Metrs A =
Metrs B =
Metrs C =
Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Metrs A = 2, 5 ampēri
Metrs B = 2, 5 ampēri
Metrs C = 0 ampēri

Piezīmes:

Spiediena mērītāji ir ļoti noderīgi testa iekārtu gabali, taču tie ir jāizmanto pareizi. Esmu redzējis, ka daudzi cilvēki pieļāvuši kļūdu, saspiežot vienu no šiem ampiem pa vairākiem vadiem, mēģinot izmērīt pašreizējo daudzumu, izmantojot tikai vienu. Ja jūsu klasē ir savi klases skavotāji, lai jūsu skolēni izveidotu vienkāršu shēmu un pierādītu šīs jēgas derīgumu.

4. jautājums

Uzrakstiet vienādojumu, kas izsaka magnēta plūsmas daudzumu (Φ), ko radījis elektromagnēts, ņemot vērā strāvas daudzumu (I), apgriezienu skaitu stieples spolē (N) un materiāla kodola neitralitāti (ℜ) .

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Φ = NI


Piezīmes:

Tas ir uzdevums algebriskā aizstāšanā. Šim vienādojumam skolēni visticamāk neatradīsies, tāpēc viņiem tas būs jāizveido no divu citu vienādojumu kombinācijas.

5. jautājums


∫f (x) dx aprēķinu brīdinājums!


Izmēģiniet relatīvās BH līknes gaisa paraugam un dzelzs paraugam proporcionāli (cik vien iespējams):

Ko jūs novērojat par slīpumu (ko sauc arī par atvasinājumu vai (dB / dH)) katrā laukumā "# 5"> Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Sekojošais jautājums: ņemiet vērā, ka abu zemes gabalu slīpums ir aptuveni vienāds grafikā labajā galā. Izskaidrojiet šo efektu magnētiskās piesātinājuma ziņā .

Piezīmes:

Šī jautājuma mērķis ir divējāds: lai skolēni uzzinātu, ka feromagnētiskais materiāls, piemēram, dzelzs, ir daudz caurlaidīgāks (mazāk "negribīgs") nekā gaiss, bet lielie ieguvumi no B, ko iegūst ar dzelzi, parasti izzūd, tiklīdz piesātinājums kad dzelzs ir piesātināts, ieguvums B vienādos sasniegumos H ir tāds pats kā gaisam. Tas nozīmē, ka dzelzs ir (dB / dH) attiecībā pret gaisu (dB / dH), kad dzelzs ir piesātināts.

6. jautājums

Ja stiepes spole ar 450 pagriezieniem tiek pakļauta magnētiskajam plūsmai, kas palielinās ar ātrumu 0, 008 mikroshēmas sekundē, cik lielu spriegumu radīs visā spolē "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/ attēli / viktorīna / 01983x01.png ">

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

3.6 volti

Piezīmes:

Tas ir tikai Faraday likuma kvantitatīvs pielietojums. Nav nozīmes tam, ka magnētiskā plūsma palielinās, nevis samazinās. Vienīgais efekts, kāds tam būtu uz inducēto spriegumu, ir tā polaritāte.

7. jautājums

Lenca likums apraksta opozīciju izmaiņām magnētiskajā plūsmā, ko rada elektromagnētiskā indukcija starp magnētisko lauku un elektrisko vadītāju. Viens aparāts, kas spēj pierādīt Lenca likumu, ir vara vai alumīnija disks (elektriski vadošs, bet nemagnētisks), kas atrodas tuvu spēcīga pastāvīgā magnēta galam. Starp disku un magnētu nav piesaistes vai atraušanas, ja nav kustības, bet starp diviem objektiem attīstās spēks, ja tas pēkšņi tiek pārvietots. Šis spēks būs tādā virzienā, ka tas mēģina pretoties kustībai (ti, spēks mēģina saglabāt starpību starp abiem objektiem):

Mēs zinām, ka šis spēks ir dabiski magnētisks. Tas ir, izraisītā strāva liek diskam kļūt par magnētu, lai reaģētu pret pastāvīgā magnēta lauku un radītu pretējo spēku. Katram no šiem scenārijiem iezīmējiet diska izraisītos magnētiskos polus (ziemeļos un dienvidos), reaģējot uz kustību, ko uzliek ārējs spēks:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Diska patstāvīgais magnētiskais lauks attīstīsies tā, ka tas "cīnās", lai saglabātu nemainīgu attālumu no magnēta:

Sekojošais jautājums: izsekot griezes virzienam radītās elektriskās strāvas dēļ diskā, kas nepieciešams, lai radītu gan atgrūšanas spēku, gan pievilcīgu spēku.

Piezīmes:

Šo fenomenu ir grūti demonstrēt bez ļoti spēcīga magnēta. Tomēr, ja jūsu laboratorijā ir pieejams šāds aparāts, tas būtu lielisks priekšmets demonstrēšanai!

Viens praktisks veids, kā esmu parādījis Lenz likumu, ir iegūt retzemju magnētu ( ļoti spēcīgu!), Novietot to uz galda, pēc tam nolaižot alumīnija monētu (piemēram, japāņu jenu), lai tā nonāktu virsū magnēts. Ja magnēts ir pietiekami stiprs un monēta ir pietiekami gaiša, monēta nedaudz atgriezīsies uz magnēta, nevis strauji nospiedīs un atlaidīsies.

Vēl dramatiskāks Lenzas likuma ilustrācija ir ņemt to pašu monētu un griezt to (uz malas) uz galda virsmas. Pēc tam piespiediet magnētu tuvu vērpšanas monētas malai un vērojiet, ka monēta nekavējoties apstājas, bez kontakta starp monētu un magnētu.

Vēl viens piemērs ir novietot alumīnija monētu uz gludas galda virsmas, pēc tam ātri pārvietojiet magnētu uz monētas, paralēli galda virsmai. Ja magnēts ir pietiekami tuvu, tad monēta tiks "vilktas" īsā attālumā, jo magnēts pāriet.

Visos šajos demonstrācijās ir svarīgi parādīt saviem skolēniem, ka pati monēta nav magnētiska. Tas nenokļūst pie magnēta kā dzelzs vai tērauda monēta, tādēļ jebkurš spēks, kas rodas starp monētu un magnētu, ir stingri saistīts ar inducēto strāvu, nevis feromagnētismu.

8. jautājums

Lenza likuma apvienošana ar labo pusi (vai kreisās puses likums, ja jūs sekojat elektronu plūsmai, nevis tradicionālajai plūsmai) nodrošina vienkāršu un efektīvu līdzekli induktīvās strāvas virziena noteikšanai indukcijas spolē. Sekojošos piemēros izsekojiet strāvas virzienu caur slodzes pretestību:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Piezīme: ja no attēliem nav skaidrs, 1. līdz 4. attēlā parādīts magnēts, kas pārvietojas attiecībā pret stacionāru spoli. 5. un 6. attēlā redzams spole, kas pārvietojas attiecībā pret stacionāru magnētu.

Piezīmes:

Viegls veids, kā es uzskatu, ka atcerēties, ka Lenca likums ir interpretēt, ir pretrunā pārmaiņām . Spole centīsies kļūt par magnētu, kas cīnās pret kustību. Labs veids, kā skolēnus domāt par šīm līnijām, ir uzdot viņiem: "Kāda magnētiskā polaritāte būtu, lai spolei būtu jāuzņemas (katrā gadījumā) pretoties magnēta relatīvajam kustīgumam" darbvirsmas panelis paneļa paneļa noklusējuma "

9. jautājums

Rakstiet vienādojumu, kas saistīts ar elektriskās strāvas un magnētiskā lauka stiprumu, kopā ar stieples spoli. Ja strāva (I) tiek dota ampēros vienībās, un pagriezienu skaits ir vienkāršs vesels skaitlis, kādai mērvienībai būs magnētiskā lauka stiprums?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

F = IN

Kur

F

= Magneto-trokšņa spēks (magnētiskā lauka intensitāte), amp-pagriešanās

I = strāva stieples spole, ampēri

N = apgriezienu skaits spolē

Piezīmes:

Dažreiz mērvienības padara perfektu sajūtu! Šādā gadījumā no pastiprinātāja pagrieziena vienības acīmredzami izriet no vienādojuma konstruktīvas, ar ampēri reizes kļūst.

10. jautājums

Kas ir magnētiskais piesātinājums ?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Magnētiskais "piesātinājums" ir tas, kas notiek, ja magnētiskā plūsma (Φ vai plūsmas blīvums B) nepalielinās tādā pašā proporcijā kā magnētiskā lauka spēka ( F vai lauka intensitātes H) palielināšanās, ko tā izdarīja zemākos līmeņos F

vai H.

Piezīmes:

Lai izmantotu ekonomisku frāzi, piesātinājums ir samazināšanās atdeves gadījums: ja tālāk viens mainīgais pieaugums palielina mazāku un mazāku peļņu citā mainīgā. Ir svarīgi, ka skolēni atzīst, ka vārds "piesātinājums" tiek izmantots, lai aprakstītu arī citas parādības, nevis magnetismu. Bet jebkurā kontekstā tas tiek izmantots, "samazinošās peļņas" koncepcija ir vienāda.

11. jautājums

Paskaidrojiet, ko nozīmē šis grafiks un kā tā atspoguļo gan piesātinājumu, gan histērēzi kā magnētiskās parādības:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Šī ir BH līkne, uzzīmējot magnētiskās plūsmas blīvumu (B) pret elektromagnēta magnētiskā lauka intensitāti (H). Bultiņu galvas ir mainīgo lielumu palielināšanas un samazināšanas virzieni.

"Piesātinājums" ir tad, kad B būtiski mainās H. mati. BH līknē ir divi reģioni, kur piesātinājums ir acīmredzams.

Piezīmes:

Šis jautājums ir vērts daudz diskusiju. Viena lieta ir atzīt šo līkni kā B-H līkni, un pavisam citādi precīzi paskaidrot, ko tas nozīmē. Pavaicājiet saviem skolēniem parādīt līkumā, piemēram, to, kas notiek, kad elektromagnēts tiek pilnībā ieslēgts ar DC, un pēc tam strāva tiek izslēgta, atstājot kodolā atlikušo plūsmu. Kas ir nepieciešams, lai de-magnetizētu kodolu atkal "darbvirsmas paneļa panelis-default" itemscope>

12. jautājums

Ja elektriskā strāva tiek izvadīta caur šo stiepļu cilpu, kādā stāvoklī tā centīsies orientēties?

Ja tiek veikts šis eksperiments, var secināt, ka radītais griezes moments ir diezgan mazs, neizmantojot augstu strāvu un / vai spēcīgus magnētiskos laukus. Izveidojiet modeli, kā modificēt šo aparātu, lai radītu lielākus griezes momentus, izmantojot nelielus strāvas līmeņus un parastos magnētus.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Cikls centīsies orientēties vertikālā plaknē, kas ir perpendikulāra magnētiskās plūsmas asij starp magnētiskajiem poliem:

Lai palielinātu stiepļu cilpas radīto griezes momentu, jūs varētu izmantot cilpu ar vairāk nekā 1 stiepes pagriezienu. Tomēr tas nav vienīgais risinājums.

Piezīmes:

Šis jautājums sniedz lielisku iespēju apsvērt "labās puses likumu" (vai "kreisās puses likumu") tiem, kas izmanto elektronu plūsmas noformējumu, nevis tradicionālo plūsmu apzīmējumu).

13. jautājums

Pārejot pastāvīgo magnētu perpendikulāri pa vadu, starp šī stieņa galiem tiks ģenerēts spriegums:

Aprakstiet, kādi faktori nosaka šī sprieguma polaritāti un lielumu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Tā vietā, lai sniegtu atbildi šeit, es atstāju to jums, lai noteiktu eksperimenta atbildi!

Piezīmes:

Šādi eksperimenti ir tik vienkārši izveidojami, ka būtu nekaunīgi sabojāt prieku no pirmavota atklāšanas, vienkārši stāstot skolēniem, kas ir paredzēts notikt!

14. jautājums


∫f (x) dx aprēķinu brīdinājums!


Attiecība starp magnētisko plūsmu un inducēto spriegumu stiepļu spolē ir izteikta šajā vienādojumā, kas pazīstams kā Faraday likums :

e = N d φ


dt

Kur

e = momentānais spriegums, volti

N = apgriezienu skaits stieples spolē

φ = momentānais magnētiskais plūsma tīmekļa vietnēs

t = laiks, sekundēs

Paskaidrojiet, ko nozīmē matemātiskā izteiksme ((d φ) / dt), ņemot vērā to, ko jūs zināt par elektromagnētisko indukciju. Padoms: (d / d) apzīmējums tiek aizņemts no calculus, un to sauc par atvasinājumu .

Arī paskaidrojiet, kāpēc šajā vienādojumā lieto mazos burtus (e nevis E, φ, nevis Φ).

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Matemātiskā izteiksme ((d φ) / dt) nozīmē "magnētiskā plūsmas izmaiņu ātrumu laika gaitā." Šajā konkrētajā piemērā ierīce būtu "tīmekļa vietņu skaits sekundē".

Mazo burtu lietošana mainīgajiem lielumiem norāda uz momentānām vērtībām: tas ir, daudzumi, kas izteikti momentāno laika momentu izteiksmē.

Pārbaudes jautājums: manipulēt ar šo vienādojumu, lai atrisinātu katru mainīgo (((d φ) / dt) =

.

; N =

.

)

Piezīmes:

Studentiem, kuri nekad nav pētījuši kalkulāciju, tā ir lieliska iespēja iepazīstināt ar atvasinājuma jēdzienu, jau nosakot, ka inducētā sprieguma princips ir saistīts ar to, cik ātri laika gaitā maina magnētisko plūsmu. Kopumā fizikas pētījumos pozīcijas, ātruma un paātrinājuma daudzumi tiek pielietoti, lai ieviestu atvasinātā laika jēdzienu un vēlāk laika integrāli. Tomēr elektroenerģijas jomā mums ir savi unikālie lietojumi!

15. jautājums

Cik daudzi stieples pagriezieni ir ar spoli, lai izraisītu spriegumu 10, 5 volti, ja tiek pakļauta mainīgam magnētiskajam plūsumam ar ātrumu 0, 0075 Wb / s "# 15"> Atklāj atbildi Paslēpt atbildi

1400 apgriezieni

Piezīmes:

Tas nav nekas cits kā Faraday likuma kvantitatīvs pielietojums pēc algebriskās manipulācijas, lai atrisinātu N.

16. jautājums

Ja vara gredzens tiek novietots tuvāk pastāvīgā magnēta galam, starp magnētu un gredzenu veidojas pretspēku spēks. Tomēr šis spēks beigsies, kad gredzens apstāsies. Kāda ir šī efekta sauc?

Arī aprakstiet, kas notiks, ja vara gredzens tiek pārvietots prom no pastāvīgā magnēta gala.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Šī parādība ir pazīstama kā Lenca likums . Ja vara gredzens tiek novirzīts no pastāvīgā magnēta gala, spēka virziens mainīsies un kļūs pievilcīgs, nevis atgrūžīgs.

Pārbaudes jautājums: izsekot rotācijas virzienam par inducēto elektrisko strāvu gredzenā, kas nepieciešams, lai radītu gan pretspēku, gan pievilcīgu spēku.

Izaicinājuma jautājums: kas notiks, ja magnēta orientācija būtu apgriezta (dienvidu pols pa kreisi un ziemeļpola pa labi) "atzīmē paslēptas"> Piezīmes:

Šo fenomenu ir grūti demonstrēt bez ļoti spēcīga magnēta. Tomēr, ja jūsu laboratorijā ir pieejams šāds aparāts, tas būtu lielisks priekšmets demonstrēšanai!

Viens praktisks veids, kā esmu parādījis Lenz likumu, ir iegūt retzemju magnētu ( ļoti spēcīgu!), Novietot to uz galda, pēc tam nolaižot alumīnija monētu (piemēram, japāņu jenu), lai tā nonāktu virsū magnēts. Ja magnēts ir pietiekami stiprs un monēta ir pietiekami gaiša, monēta nedaudz atgriezīsies uz magnēta, nevis strauji nospiedīs un atlaidīsies.

Vēl dramatiskāks Lenzas likuma ilustrācija ir ņemt to pašu monētu un griezt to (uz malas) uz galda virsmas. Pēc tam piespiediet magnētu tuvu vērpšanas monētas malai un vērojiet, ka monēta nekavējoties apstājas, bez kontakta starp monētu un magnētu.

Vēl viens piemērs ir novietot alumīnija monētu uz gludas galda virsmas, pēc tam ātri pārvietojiet magnētu uz monētas, paralēli galda virsmai. Ja magnēts ir pietiekami tuvu, tad monēta tiks "vilktas" īsā attālumā, jo magnēts pāriet.

Visos šajos demonstrācijās ir svarīgi parādīt saviem skolēniem, ka pati monēta nav magnētiska. Tas nenokļūst pie magnēta kā dzelzs vai tērauda monēta, tādēļ jebkurš spēks, kas rodas starp monētu un magnētu, ir stingri saistīts ar inducēto strāvu, nevis feromagnētismu.

17. jautājums

Elektromehāniskie vatstundu skaitītāji izmanto alumīnija disku, kas ir vērsts ar elektromotoru. Lai ģenerētu pastāvīgu diska vilkšanu, kas nepieciešams, lai ierobežotu tā rotācijas ātrumu, spēcīgs magnēts tiek novietots tā, ka tā magnētiskās plūsmas līnijas šķērso perpendikulāri caur diska biezumu:

Paskaidrojiet parādību, kas atrodas aiz šī magnētiskā vilkšanas mehānisma, kā arī paskaidrojiet, kā pastāvīgā magnēta mezglam jābūt atkārtoti novietotam tā, lai tas nodrošinātu mazāk vilkšanu diskā par to pašu rotācijas ātrumu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Šis ir Lenzas likuma piemērs. Lai samazinātu diska vilkšanu, magnēts ir jāpārvieto uz vietas uz diska, kuram ir mazāka virsmas ātruma pakāpe (ļaujiet jums saprast, kur tas varētu būt).

Sekojošais jautājums: pieņemsim, ka alumīnija diska virsmas virzienā pārvietojat spēcīgu magnētu. Kas notiks ar disku, ja kaut kas "atzīmēts paslēpts"> Piezīmes:

Svarīga kalibrēšanas korekcija uz elektromehānisko vatmetru komplektiem ir "vilkt" magnēta novietojums, padarot šo jautājumu par ļoti praktisku. Interesants izaicinājums studentiem ir lūgt viņiem uzzīmēt plūsmu izraisīto elektrisko strāvu diskā, jo tas pagriežas pa magnetu!

Sekojošais jautājums ir faktiski indukcijas motora teorijas priekšskatījums, un to var ilustrēt ar spēcīgu (retzemju) magnētu un metāla monētu (japāņu jena, kas izgatavota no alumīnija, ļoti labi strādā par to, ir labs elektriskais vadītājs un viegls!)

18. jautājums

Viens konteksts, lai saprastu Lēza likumu, ir labi zināms fiziskais likums, ko sauc par Enerģijas saglabāšanu, kurā teikts, ka enerģiju nevar radīt (no nekas), nevis iznīcināt (neko). Šis pamatotais fizikas likums ir vispārējs princips, kas aizliedz tā dēvētajām "pārāk vienotības" vai "brīva enerģijas" iekārtām, kurās enerģētiku, iespējams, ražo no jebkura avota.

Parādiet, ka, ja Lenz likums tiktu atcelts, tiek pārkāpts Enerģijas aizsardzības princips. Citiem vārdiem sakot, iedomājieties, kas notiks, ja Lenca likuma sekas būtu tieši pretēji virzienā un parādītu, kā tas varētu radīt vairāk enerģijas, ko rada sistēma, nekā to, kas ir ieguldījums šajā sistēmā.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

To var demonstrēt vairākos veidos. Varbūt visvieglāk vizualizēt (no enerģētikas viedokļa) ir rotējošs magnētiskais "vilkšanas" disks, kur perpendikulāra magnētiskā lauka krustojums un elektriski vadīts disks rada diskretizācijas laikā griezes momentu ar pretestību (pretstatā). Lēza spēka virziena maiņas sekas būtu acīmredzamas šeit.

Piezīmes:

Šis jautājums ļoti labi var novest pie auglīgas diskusijas par pastāvīgu kustību un "bezmaksas enerģijas" iekārtu apgalvojumiem, un šo apgalvojumu esamība mūsdienās ir izcilas zinātniskās analfabētisma liecības. Ne tikai ievērojams skaits cilvēku, šķiet, nav informēti par Enerģijas aizsardzības principu un cik labi tas ir dibināts, bet šķiet arī nespēj saprast šādas ierīces svara pārbaudi: lai varētu sevi pārvarēt (un slodze) uz nenoteiktu laiku. Bet es novirzu. . .

19. jautājums

Pamatojoties uz jūsu zināšanām par Lenca likumu, paskaidrojiet, kā varētu izveidot elektromagnētisko bremzi, ar kuru elektromagnētiskās spoles aktivizācija radītu mehānisku "vilkšanu" uz rotējošā vārpstas bez nepieciešamības kontakties ar vārpstu un bremžu kluču.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Pārbaudes jautājums: aprakstiet dažas no magnētiskās bremzes priekšrocībām un trūkumiem salīdzinājumā ar mehāniskajām bremzēm (ja fiziskā saskarsme rada berzi uz vārpstas).

Izaicinājuma jautājums: normālas (mehāniskas) bremzes darba laikā kļūst karsnas, jo tās izmanto berzi, lai radītu vilkmi. Vai arī elektromehāniskās bremzes ražo siltumu, ņemot vērā to, ka nav fiziska kontakta, lai radītu berzi "Piezīmes paslēptas"> Piezīmes:

Elektromagnētiskās bremzes ir ļoti noderīgas ierīces rūpniecībā. Viens interesants lietojums, ko esmu redzējis šai tehnoloģijai, ir mehāniskā slodze automobiļu dinamometram, kurā automašīna tiek virzīta uz tērauda veltņu komplektu, un viens rullītis savienots ar lielu metāla disku (ar elektromagnēti no abām pusēm). Mainot strāvas daudzumu, kas tiek sūtīts uz elektromagnētēm, mehāniskā vilkmes pakāpe var mainīties.

Starp citu, šis disks kļūst ļoti karsts, kad to lieto, jo automašīnas jaudas izeja nevar vienkārši pazust - tā ir jāpārvērš citā enerģijas veidā bremžu mehānismā, un tā ir siltums.

20. jautājums

Noteikt spoles izraisītā sprieguma polaritāti katram no šiem piemēriem. Esiet piesardzīgs, lai atzīmētu virzienu, kuru katra spole ir aptinta ap savu kodolu - spoles nav vienādas!

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Piezīmes:

Tas var palīdzēt skolēniem vizualizēt polaritāti, ja viņi iedomājies pretestības slodzi, kas savienota starp diviem izejas spailēm, un pēc tam izpētīja, kura virziena izraisītā strāva iet caur šo slodzi. Kad tas ir noteikts, sprieguma polaritātei (ņemot vērā spoli kā enerģijas avotu) jābūt vieglāk vizualizētam. Kļūda, ko daudzi sākuši studenti, to darot, tomēr nedod iespēju atpazīt spoli kā elektroenerģijas avotu un rezistoru kā slodzi, tādēļ esiet gatavi šo pārpratumu novērst.

Ja tas nepalīdz, iesakām vispirms noteikt spoles radītā lauka magnētisko polaritāti: noteikt, kurš no spoles galiem "cenšas" būt par ziemeļiem un kurš "mēģina" būt par dienvidiem. Protams, neviens inducējams lauks neveidosies, ja spolei nav visaptverošas ķēdes, lai uzturētu inducēto strāvu, taču joprojām ir noderīgi iedomāties slodzes rezistoru vai pat īsu ķēdes izpildi, lai varētu vizualizēt inducēto strāvu un tādējādi inducēto magnētisko polaritāti .

21. jautājums

Ja stiepes spole ar 320 pagriezieniem tiek pakļauta magnētiskai plūsmai, kas samazinās ar ātrumu 0, 03 sīkrīku sekundē (kā parādīts attēlā), cik daudz sprieguma radīsies visā spolē un kāda tā polaritāte būs "/ / www .beautycrew.com.au // sub.allaboutcircuits.com / images / quiz / 03272x01.png ">

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Piezīmes:

Šis jautājums ir gan Faraday likuma kvantitatīva piemērošana, gan Lenca likuma piemērošana.

22. jautājums

Ja stiepes spole ar 1100 apgriezieniem ir pakļauta magnētiskajam plūsmai, kas palielinās ar ātrumu 0, 07 Webers sekundē (kā parādīts attēlā), cik lielu spriegumu radīs visā spolē un kāda tā polaritāte būs "/ / www .beautycrew.com.au // sub.allaboutcircuits.com / images / quiz / 03273x01.png ">

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Piezīmes:

Šis jautājums ir gan Faraday likuma kvantitatīva piemērošana, gan Lenca likuma piemērošana.

23. jautājums

Aprēķiniet nepieciešamo magnētiskās plūsmas ātrumu laika gaitā (Webers vienībās sekundē), kā arī magnēta kustības virzienu (vai nu virzienā uz vai no spoles), lai parādītu parādīto polaritāti spriegumu 13, 5 volti:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

((d φ) / dt) ir jābūt vienādam ar 0.0964 Webers sekundē, kad magnēts virzās prom no spoles.

Piezīmes:

Šis jautājums ir gan Faraday likuma kvantitatīva piemērošana, gan Lenca likuma piemērošana.

24. jautājums

Ja dzīsla kustība caur magnētisko lauku inducē spriegumu šajā vadītājam, ir pamats domāt, ka vadīts šķidrums, kas pārvietojas cauri caurulei, var radīt arī spriegumu, ja tas ir pareizi pakļauts magnētiskajam laukam. Zīmējiet attēlu, kurā parādīta nepieciešamā caurules virziena orientācija, magnētiskā lauka un elektrodi, kas pārtver inducēto spriegumu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Piezīmes:

Šis jautājums patiešām pārbauda studentu izpratni par ortogonālām attiecībām starp magnētisko plūsmu, diriģenta kustību un inducēto spriegumu. Papildus tam atklājas jauna metode elektroenerģijas ražošanai: magnetohidrodinamika .

Ir daži interesanti magnetohidrodinamikas pielietojumi, tostarp elektroenerģijas ģenerēšana un plūsmas mērīšana. Apspriediet tos ar saviem skolēniem, ja tas atļauj laiku.

  • ← Iepriekšējā darba lapa

  • Darba lapa indekss

  • Nākamā darblapa →