Oefen met de wet van Faraday, ook wel bekend als de wet van elektromagnetische inductie. Maak van de gelegenheid gebruik om uw twijfels op te helderen met de becommentarieerde resoluties.
Vraag 1
Een magnetische flux passeert een lus, aanvankelijk met 6000 Wb en 2 seconden later met 2000 Wb. Bepaal in dit geval de geïnduceerde elektromotorische kracht.
Antwoord: 2000V
De elektromotorische kracht is de verhouding tussen de variatie van de magnetische flux in de tijd.
De waarden in de formule vervangen:
vraag 2
Wat moet de verandering in de magnetische flux zijn om een elektromotorische kracht met een waarde van 4 V in een tijdsinterval van 5 seconden te verkrijgen?
Antwoord: 20 Wb
De modulus van de elektromotorische kracht houdt verband met de variatie van de magnetische flux via de vergelijking:
De magnetische flux zal dus zijn:
Het negatieve teken geeft aan dat de verandering in de magnetische flux plaatsvindt in de tegenovergestelde richting van de verandering die de positieve EMF zou genereren.
vraag 3
Stel dat een gesloten circuit bestaande uit een spoel (wikkeling van geleidende draad in de vorm van windingen) is aangesloten op een ampèremeter. In de spoel is een magneet aangebracht. Zowel de magneet als het circuit kunnen bewegen, maar alleen in dezelfde richting. Evalueer de volgende uitspraken en identificeer de enige waarin er geen elektrische stroom zal zijn.
a) De ampèremeter zal een stroomwaarde weergeven als de magneet de spoel nadert, terwijl deze gefixeerd blijft.
b) De ampèremeter geeft een stroomwaarde weer als de spoel de magneet nadert, terwijl deze gefixeerd blijft.
c) De ampèremeter geeft een stroomwaarde weer als de magneet en de spoel beide bewegen, in tegengestelde richtingen en met dezelfde snelheid.
d) De ampèremeter geeft een stroomwaarde weer als de magneet en de spoel beide in dezelfde richting en met dezelfde snelheid bewegen.
Volgens de wet van Faraday wordt er een stroom gevormd wanneer een magneet door een lus beweegt, waarbij de relatieve beweging daartussen een variatie in het magnetische veld veroorzaakt.
Dus als beide in dezelfde richting en met dezelfde snelheid bewegen, is er geen relatieve beweging en dus geen variatie in de magnetische flux, waardoor er geen stroom ontstaat.
Vraag 4
(EEAR 2016) Associeer de wetten van het elektromagnetisme correct met de onderstaande uitspraken: ( ) De wet van Faraday ( ) De wet van Lenz ( ) De wet van Ampere.
I. “De richting van de elektrische stroom die wordt geïnduceerd door de variatie van de magnetische flux in een gesloten circuit is zodanig dat de effecten ervan de neiging hebben zich tegen te werken aan de variatie in de flux die daartoe aanleiding gaf.”
II. “Voor een oneindige rechte geleider die wordt gedragen door een elektrische stroom met intensiteit i, is de grootte van de magnetische veldvector B in een punt P, dat zich op een afstand r van deze geleider bevindt, zal omgekeerd evenredig zijn met de afstand r en direct evenredig met i".
III. “De elektromotorische kracht die in een lus wordt geïnduceerd, is direct evenredig met de variatie in de magnetische flux die er doorheen gaat en omgekeerd evenredig met het tijdsinterval waarin deze variatie optreedt.” Van de onderstaande alternatieven is de juiste:
a) I – II – III
b) II – III – I
c) III – I – II
d) III – II – I
Vraag 5
(UFRN 2010) De Engelsman Michael Faraday (1791 – 1867) kan worden beschouwd als een van de meest invloedrijke wetenschappers van alle tijden en zijn wetenschappelijke werken hebben nog steeds gevolgen voor de hedendaagse samenleving wetenschappelijk-technologisch. Een van de belangrijkste van deze werken is de wet van elektromagnetische inductie die zijn naam draagt – de wet van Faraday –, die handelt over een experimentele situatie waarbij de magneet en een lus betrokken zijn. Deze wet kan als volgt worden geformuleerd: “de elektromotorische kracht die wordt geïnduceerd in een gesloten lus is evenredig met de variatie van de magnetische flux die er doorheen gaat en omgekeerd evenredig met het tijdsinterval waarin dit plaatsvindt. variatie".
Met betrekking tot de wet waarnaar in de tekst wordt verwezen, is het juist om te stellen dat de elektromotorische kracht in de lus wordt geïnduceerd
a) hangt af van het product van de variatie van de magnetische flux door de lus en het tijdsinterval.
b) is niet afhankelijk van de relatieve beweging tussen de magneet en de lus.
c) hangt af van de relatieve beweging tussen de magneet en de lus.
d) hangt niet af van de verhouding tussen de variatie van de magnetische flux door de lus over het tijdsinterval.
Het is precies de relatieve beweging tussen de lus en de magneet die de variatie in de magnetische flux veroorzaakt.
Vraag 6
(UCS 2015) Costa Rica kwam in 2015 heel dicht bij het opwekken van 100% van zijn elektrische energie uit hernieuwbare energiebronnen, zoals waterkracht, windenergie en geothermische energie. De wet van de natuurkunde die de constructie mogelijk maakt van generatoren die andere vormen van energie in elektrische energie omzetten, is de wet van Faraday, die het best kan worden gedefinieerd door de volgende verklaring:
a) elke elektrische lading produceert een elektrisch veld met een radiale richting, waarvan de richting onafhankelijk is van het teken van die lading.
b) elke elektrische stroom in een geleidende draad produceert een magnetisch veld met een radiale richting naar de draad.
c) een elektrische lading, in rust, ondergedompeld in een magnetisch veld, ondergaat een middelpuntzoekende kracht.
d) de elektromotorische kracht die in een lus wordt geïnduceerd, is evenredig met de variatiesnelheid van de magnetische flux in verhouding tot de tijd die nodig is om deze variatie uit te voeren.
e) elke elektromagnetische golf wordt een mechanische golf wanneer deze van een dichter medium naar een minder dicht medium gaat.
De geïnduceerde elektromotorische kracht is de verhouding tussen de variatie in magnetische flux en het tijdsinterval. Het kan worden uitgedrukt door de formule:
Zie meer over De wet van Faraday - Wet van inductie.
Zie ook:
- De constante van Faraday
- Elektromagnetische inductie
- Magnetische kracht: formule, regels en oefeningen
ASTH, Rafael. Oefeningen van de wet van Faraday (elektromagnetische inductie).Alle materie, [z.d.]. Beschikbaar in: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-lei-de-faraday/. Toegang op:
Zie ook
- Elektromagnetische inductie
- De wet van Faraday
- Oefeningen over de wet van Ohm met antwoorden
- Oefeningen over de wet van Coulomb (elektrische kracht)
- Oefeningen over de eerste wet van de thermodynamica
- De wet van Lenz