Magnetosztatika - Az indukció törvénye, mozgási indukció

A Fizipedia wikiből
(Magnetosztatika - Mozgási indukció szócikkből átirányítva)
Navigáció Pt·1·2·3
Kísérleti fizika gyakorlat 2.
Gyakorlatok listája:
  1. Erőhatások elektromos erőtérben, elektromos térerősség
  2. Elektromos potenciál
  3. Dielektrikumok, Gauss-tétel. Kapacitás, kondenzátorok
  4. Kapacitás, kondenzátorok. Elrendezések energiája
  5. Vezetőképesség, áramsűrűség
  6. Biot-Savart törvény, gerjesztési törvény
  7. Erőhatások mágneses térben
  8. Mágneses térerősség. Kölcsönös és öninduktivitás
  9. Az indukció törvénye, mozgási indukció
  10. Mágneses tér energiája. Váltakozó áram, eltolási áram
Magnetosztatika - Mozgási indukció
Feladatok listája:
  1. Forgó tekercsben indukált elektromotoros erő
  2. Parabola alakú vezetőben kialakult indukált feszültség
  3. Tekercsben indukált elektromotoros erő változó mágneses térben
  4. Vezető keret, mozgási indukicó
  5. Küllős fémtárcsában indukált elektromotoros erő
  6. V alakú sínen mozgó vezetőben indukált áram
  7. Lezárt sínen állandó erő erővel mozgatott vezető
© 2012-2013 BME-TTK, TÁMOP4.1.2.A/1-11/0064

Feladatok

  1. \setbox0\hbox{$B$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% indukciójú homogén mágneses erőtérben egyenletesen forog egy \setbox0\hbox{$N$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% menetű tekercs, a tekercs tengelyére és a mágneses erőtérre is merőleges tengely körül. A tekercs forgásának frekvenciája \setbox0\hbox{$f$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, a felületének átmérője \setbox0\hbox{$A$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%. Határozzuk meg a tekercs forgása közben indukált maximális elektromotoros erőt!
  2. Egy \setbox0\hbox{$y = ax^2$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% egyenletnek megfelelően parabola alakúra hajlított vezetőt az xy síkra merőleges \setbox0\hbox{$B$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% mágneses indukciójú térbe helyezzük. A \setbox0\hbox{$t = 0$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% pillanatban az x tengellyel párhuzamos vezető \setbox0\hbox{$w$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% gyorsulással elindul az \setbox0\hbox{$y = 0$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% helyzetből a pozitív \setbox0\hbox{$y$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% irányban. Állapítsuk meg az indukált feszültséget y függvényeként.
    KFGY2-9-1.png

  3. Egy \setbox0\hbox{$r$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% sugarú hosszegységenként \setbox0\hbox{$n$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% menetű, hosszú tekercsben \setbox0\hbox{$I$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% áram folyik. Ennek a tekercsnek a közepébe helyezünk egy koaxiális, azonos keresztmetszetű, \setbox0\hbox{$N$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% menetű, \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% ellenállással lezárt tekercset. Mennyi töltés fog áthaladni a második tekercsen, ha az elsőben az áram irányát ellenkezőjére változtatjuk?
  4. Egy végtelen hosszúnak tekinthető egyenes vezetőben \setbox0\hbox{$I$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% áram folyik. A vezetőtől \setbox0\hbox{$a$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% ill. \setbox0\hbox{$b$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% távolságban vele párhuzamosan elhelyezett két vezető egyik vége egy \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% ellenálláson keresztül össze van kötve. A két párhuzamos vezetőn egy rájuk merőlegesen elhelyezett vezetőt csúsztatunk \setbox0\hbox{$v$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% sebességgel.
    a) Határozza meg a vezető keretben indukált áram irányát és nagyságát. (A vezetők ellenállása elhanyagolható)
    b) Állapítsa meg az az erőt, amely az állandó sebesség fenntartásához szükséges, valamint az \setbox0\hbox{$I$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% áramot szállító vezetőtől azt az \setbox0\hbox{$x$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% távolságot, ahol ennek az erőnek támadnia kell!
    c) Határozza meg a vezető mozgatásához szükséges teljesítményt.
    KFGY2-9-4.png

  5. Küllős fémtárcsát forgassunk homogén mágneses erőtérben az erővonalakkal párhuzamos tengely körül. Mekkora feszültség mérhető a tárcsa tengelye és pereme között? A tárcsa sugara \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, a mágneses indukció \setbox0\hbox{$B$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% a fordulatszám \setbox0\hbox{$n$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%.
    KFGY2-9-5.png

  6. Hosszegységenként \setbox0\hbox{$r$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% ellenállású vezetéket úgy hajlítunk meg, hogy az ábrán látható módon \setbox0\hbox{$2\alpha$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% szöget alkosson. Egy könnyen csúszó rudat helyezünk az így kialakított sínre úgy, hogy ABC egyenlőszárú háromszöget alkot. A rúd ugyanabból a vezetőből készült, mint a sín. Az elrendezést a síkjára merőleges, homogén \setbox0\hbox{$B$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% indukciójú térbe helyezzük. Mekkora áram folyik a hurokban, amikor a rúd \setbox0\hbox{$v$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% sebességgel mozog? (A kontaktusoknál fellépő ellenállásoktól tekintsünk el.)
    KFGY2-9-6uj2.png

  7. Egy vezeték súlódásmentesen csúszhat egy vízszinesen elhelyezkedő \setbox0\hbox{$\Pi$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% alakú vezetőhurkon. A vezető hossza \setbox0\hbox{$l$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, tömege \setbox0\hbox{$m$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, ellenállása \setbox0\hbox{$R$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%. Az egész rendszer homogén, függőlegesen felfelé irányuló \setbox0\hbox{$B$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% mágneses indukciójú térben helyezkedik el. A \setbox0\hbox{$t=0$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% pillanatban fellépő, vízszintes erő hatására a vezeték jobbra mozog. Hogyan változik a vezeték sebessége az idő függvényében. (Az áramhurok induktivitása, és a \setbox0\hbox{$\Pi$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% alakú vezető ellenállása elhanyagolható.