Szkolenia zawodowe sposobem na podwyższenie umiejętności i
advertisement
Projekt „Inżynier mechanik – zawód z przyszłością” współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Zajęcia wyrównawcze z fizyki -Zestaw 12 dr M.Gzik-Szumiata Pole elektromagnetyczne. Prawo indukcji Faradaya, reguła Lenza. Strumień pola magnetycznego, siła elektromotoryczna indukcji. Prąd zmienny. Zadanie 1. Obwód RLC. Obwód elektryczny składa się z szeregowo połączonych –zwojnicy o indukcyjności 1H, kondensatora o pojemności 100µF, opornika o oporze 20 Ω i źródła napięcia (sieć miejska Usk = 230V, f = 50Hz). Narysuj schemat tego obwodu, oblicz zawadę oraz przesunięcie fazowe w tym obwodzie. Oblicz maksymalne natężenie prądu płynącego w tym obwodzie. Oblicz moc wydzielającą się na oporniku. Zadanie 2. Obwód RLC, rezonans w obwodzie RLC. Obwód zawiera opornik R = 20Ω, kondensator o pojemności C = 1µF oraz zwojnicę o indukcyjności L = 5 mH i znikomym oporze rzeczywistym. 1. Wykaż, że dla prądu o częstotliwości 500Hz opór pojemnościowy wynosi 318,3Ω, a opór indukcyjny 15,7Ω. 2. Oblicz zawadę i natężenie skuteczne prądu w obwodzie, jeżeli częstotliwość zmian napięcia będzie wynosiła 500 Hz, a napięcie skuteczne 10 V. 3. Jak się nazywa częstość zmian napięcia, dla której natężenie prądu będzie największe? 4. Oblicz maksymalną wartość natężenia prądu w obwodzie i dokładną wartość częstotliwości, dla której natężenie prądu w obwodzie będzie największe . Zadanie 3. Obwód drgający radioodbiornika zawiera zwojnicę o indukcyjności 5·10-5H i kondensator, którego pojemność możemy zmieniać poprzez zmianę powierzchni jego okładek, jak pokazano na wykresie. 1. Czy w przedziale częstotliwości, jakie może odbierać radioodbiornik znajdzie się program radia „Aura” nadającego na częstotliwości 72,2 MHz? 2. Odległość między okładkami kondensatora wynosi 2,214 mm. Określ, jaką substancją wypełniono ten kondensator, brakujące dane wyszukaj w tabelach. Zadanie 4. W celu wyznaczenia indukcyjności zwojnicy wykorzystano odmienne zachowanie się tego elementu w obwodzie zasilanym stałym i zmiennym źródłem napięcia. W każdym z obwodów zmierzono napięcie i natężenie prądu w obwodzie. Pomiary zapisano w tabeli: Projekt „Inżynier mechanik – zawód z przyszłością” współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego U [V] 10 Prąd stały I [A] 1 Prąd zmienny I [A] 0,85 Oblicz rezystancję [opór] zwojnicy i jej indukcyjność. Zadanie 5. Przewodnik kołowy umieszczono w polu magnetycznym. W którym przypadku w obwodzie kołowym przedstawionym na rysunkach A,B,C,D powstanie, a w którym nie powstanie prąd indukcyjny? Zaznacz kierunek przepływu prądu indukcyjnego. Zadanie 6. Przez wnętrze zwojnicy o 400 zwojach przenika strumień pola magnetycznego. Zależność strumienia od czasu przedstawiono na wykresie. Oblicz wartość siły elektromotorycznej indukcji w poszczególnych przedziałach czasowych i narysuj wykres zależności od czasu siły elektromotorycznej indukowanej w zwojnicy. Zadanie 7. Ramka składająca się z N = 50 zwojów obraca się jednostajnie w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B = 0.8 T. Obliczyć amplitudę siły elektromotorycznej indukcji, jeżeli pole powierzchni ramki S = 150 cm2, ramka wykonuje f = 120 obrotów na minutę, a oś obrotu jest prostopadła do linii pola magnetycznego. Narysuj wykres napięcia indukującego się w ramce w funkcji czasu. Zadanie 8. Transformator, którego uzwojenie pierwotne podłączone jest do napięcia 230V sinusoidalnego prądu o częstotliwości 50 Hz daje w uzwojeniu wtórnym napięcie 12V. Uzwojenie pierwotne zawiera 1800 zwojów. 1.Oblicz liczbę zwojów w uzwojeniu pierwotnym. 2.Zakładając, że nie ma strat energii w transformatorze, oblicz natężenie prądu w obwodzie pierwotnym, jeżeli w obwodzie wtórnym wynosi 9A. 3.Oblicz amplitudę natężenia prądu w obwodzie wtórnym, jeżeli jego skuteczna wartość wynosi 9A. 4. Maksymalna wartość skutecznego natężenia prądu płynącego przez uzwojenie wtórne nie może przekroczyć 9A. Transformator ma służyć do zasilania lamp halogenowych o parametrach 12V, 30W, służących do oświetlenia łazienki. Oblicz, ile lamp halogenowych można podłączyć równolegle do uzwojenia wtórnego. Narysuj schemat takiego połączenia. 5.Podaj dwie przyczyny strat energii w rdzeniu transformatora.
