Harjoittele Faradayn lakia, joka tunnetaan myös sähkömagneettisen induktion laina. Käytä tilaisuutta selventääksesi epäilyjäsi kommentoiduilla päätöslauselmilla.
Kysymys 1
Magneettivuo kulkee silmukan läpi aluksi 6000 Wb: llä ja 2 sekuntia myöhemmin 2000 Wb: llä. Tässä tapauksessa määritä indusoitunut sähkömotorinen voima.
Vastaus: 2000V
Sähkömotorinen voima on magneettivuon ajan vaihtelun välinen suhde.
Arvojen korvaaminen kaavassa:
Kysymys 2
Mikä on magneettivuon muutoksen, jotta saadaan sähkömotorinen voima, jonka arvo on 4 V 5 sekunnin aikavälissä?
Vastaus: 20 Wb
Sähkömotorisen voiman moduuli liittyy magneettivuon vaihteluun yhtälön kautta:
Siten magneettivuo on:
Negatiivinen merkki osoittaa, että magneettivuon muutos tapahtuu päinvastaiseen suuntaan kuin muutos, joka synnyttäisi positiivisen EMF: n.
Kysymys 3
Oletetaan, että käämistä (johtavan langan käämitys kierrosten muodossa) muodostuva suljettu piiri on kytketty ampeerimittariin. Kelan sisään on järjestetty magneetti. Sekä magneetti että piiri voivat liikkua, mutta vain samaan suuntaan. Arvioi seuraavat väittämät ja tunnista ainoa, jossa ei ole sähkövirtaa.
a) Ampeerimittari näyttää virtalukeman, jos magneetti lähestyy kelaa, kun se pidetään paikallaan.
b) Ampeerimittari näyttää virtalukeman, jos kela lähestyy magneettia, kun se pidetään kiinteänä.
c) Ampeerimittari näyttää virtalukeman, jos magneetti ja kela liikkuvat, vastakkaisiin suuntiin ja samalla nopeudella.
d) Ampeerimittari näyttää virtalukeman, jos magneetti ja kela liikkuvat molemmat samaan suuntaan ja samalla nopeudella.
Faradayn lain mukaan virta muodostuu, kun magneetti liikkuu silmukan läpi, jossa niiden välinen suhteellinen liike saa aikaan vaihtelun magneettikentässä.
Siten, jos molemmat liikkuvat samaan suuntaan ja samalla nopeudella, suhteellista liikettä ei ole, joten magneettivuon vaihtelua ei synny eikä virtaa synny.
Kysymys 4
(EEAR 2016) Yhdistä sähkömagnetismin lait oikein alla kuvattuihin väitteisiin: ( ) Faradayn laki ( ) Lenzin laki ( ) Amperen laki.
minä "Magneettisen vuon vaihtelun aiheuttaman sähkövirran suunta suljetussa piirissä on sellainen, että sen vaikutukset pyrkivät vastustamaan sen aiheuttaneen vuon vaihtelua."
II. "Äärettömälle suoralle johtimelle, jota kuljettaa voimakkuudeltaan i sähkövirta, magneettikentän vektorin B suuruus piste P, joka on etäisyydellä r tästä johtimesta, on kääntäen verrannollinen etäisyyteen r ja suoraan verrannollinen minä".
III. "Silmukassa indusoitunut sähkömotorinen voima on suoraan verrannollinen sen läpi kulkevan magneettivuon vaihteluun ja kääntäen verrannollinen aikaväliin, jonka aikana tämä vaihtelu tapahtuu." Alla olevista vaihtoehdoista oikea on:
a) I – II – III
b) II – III – I
c) III – I – II
d) III – II – I
Kysymys 5
(UFRN 2010) Englantilaista Michael Faradaya (1791 – 1867) voidaan pitää yhtenä vaikutusvaltaisimmista tiedemiehistä kaikkien aikojen ja hänen tieteellisillä työllään on edelleen vaikutuksia yhteiskuntaan tänään tieteellis-teknologinen. Yksi tärkeimmistä teoksista on hänen nimeään kantava sähkömagneettisen induktion laki – Faradayn laki –, joka käsittelee kokeellista tilannetta magneetin ja silmukan kanssa. Tämä laki voidaan ilmaista seuraavasti: "suljetussa silmukassa indusoitunut sähkömotorinen voima on verrannollinen vaihteluun sen ylittävästä magneettivuosta ja kääntäen verrannollinen aikaväliin, jonka aikana tämä tapahtuu. variaatio".
Tekstissä viitatun lain suhteen on oikein todeta, että silmukassa indusoitunut sähkömotorinen voima
a) riippuu silmukan läpi kulkevan magneettivuon vaihtelun ja aikavälin tulosta.
b) ei riipu magneetin ja silmukan välisestä suhteellisesta liikkeestä.
c) riippuu magneetin ja silmukan välisestä suhteellisesta liikkeestä.
d) ei riipu silmukan läpi kulkevan magneettivuon vaihtelun välisestä suhteesta aikavälin aikana.
Juuri silmukan ja magneetin välinen suhteellinen liike aiheuttaa magneettivuon vaihtelun.
Kysymys 6
(UCS 2015) Costa Rica oli vuonna 2015 hyvin lähellä tuottaa 100 % sähköenergiastaan uusiutuvista energialähteistä, kuten vesi-, tuuli- ja maalämpö. Fysiikan laki, joka sallii generaattoreiden rakentamisen, jotka muuttavat muita energiamuotoja sähköenergiaksi, on Faradayn laki, joka voidaan parhaiten määritellä seuraavalla lausunnolla:
a) jokainen sähkövaraus tuottaa säteittäissuuntaisen sähkökentän, jonka suunta on riippumaton varauksen etumerkistä.
b) jokainen sähkövirta johtavassa langassa tuottaa magneettikentän, jonka suunta on säteittäinen johtimeen.
c) levossa oleva sähkövaraus magneettikenttään upotettuna kärsii sentripetaalista voimaa.
d) silmukassa indusoitu sähkömotorinen voima on verrannollinen magneettivuon vaihtelun nopeuteen suhteessa tämän vaihtelun tekemiseen kuluvaan aikaan.
e) jokaisesta sähkömagneettisesta aallosta tulee mekaaninen aalto, kun se siirtyy tiheämmästä väliaineesta vähemmän tiheään.
Indusoitu sähkömotorinen voima on magneettivuon vaihtelun ja aikavälin välinen suhde. Se voidaan ilmaista kaavalla:
Katso lisää aiheesta Faradayn laki - induktiolaki.
Katso myös:
- Faradayn vakio
- Elektromagneettinen induktio
- Magneettinen voima: kaava, säännöt ja harjoitukset
ASTH, Rafael. Faradayn lain harjoitukset (sähkömagneettinen induktio).Kaikki väliä, [n.d.]. Saatavilla: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-lei-de-faraday/. Pääsy osoitteessa:
Katso myös
- Elektromagneettinen induktio
- Faradayn laki
- Ohmin lain harjoituksia ja vastauksia
- Coulombin lain harjoitukset (sähkövoima)
- Harjoitukset termodynamiikan ensimmäisestä pääsäännöstä
- Lenzin laki
