Ερωτήσεις-Ασκήσεις ΦΥΣΙΚΗΣ

Τετάρτη 11 Μαΐου 2011

Αυτεπαγωγή όταν ο διακόπτης….

Στο παραπάνω κύκλωμα δίνονται R=10Ω, το ιδανικό πηνίο έχει συντελεστή αυτεπαγωγής L=2 Η, ενώ η πηγή έχει ΗΕΔ Ε=40V και μηδενική εσωτερική αντίσταση. Το κύκλωμα διαρρέεται από ρεύμα σταθερής έντασης με το διακόπτη δ ανοικτό.

i) Για τη διαφορά δυναμικού V_ΑΒ=V_Α-V_Β ισχύει:

α) V_ΑΒ< 0, β) V_ΑΒ= 0, γ) V_ΑΒ> 0.

ii) Σε μια στιγμή t₁ κλείνουμε το διακόπτη δ. Αμέσως μετά (για t₁⁺)

Α) Για τη διαφορά δυναμικού V_ΑΒ=V_Α-V_Β ισχύει:

α) V_ΑΒ< 0, β) V_ΑΒ= 0, γ) V_ΑΒ> 0.

Β) Η ΗΕΔ από αυτεπαγωγή στο πηνίο έχει τιμή:

α) Ε_αυτ= -40V, β) Ε_αυτ= -20V, γ) Ε_αυτ= +20V, δ) Ε_αυτ= +40V

Γ) Ο ρυθμός μεταβολής της έντασης του ρεύματος είναι ίσος με:

α) -20 Α/s β) -10 Α/s γ) 10 Α/s δ) 20 Α/s.

Απάντηση

Αυτεπαγωγή όταν ο διακόπτης….

Τρίτη 10 Μαΐου 2011

Κίνηση σε δύο ομογενή πεδία.

Ένα σωματίδιο μάζας 10^-12kg και φορτίου 10^-8C αφήνεται στο σημείο Μ, στο μέσον της απόστασης ℓ=0,2m δύο παράλληλων μεταλλικών πλακών που συνδέονται με τους πόλους πηγής τάσης V. Φτάνοντας στο σημείο Α, υπάρχει μια μικρή οπή, μέσω της οποίας εισέρχεται σε ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=2Τ, κάθετα στις δυναμικές γραμμές, η τομή του οποίου είναι τετράγωνο πλευράς α=0,2m. Το σωματίδιο εκτρέπεται από το πεδίο και εξέρχεται από το μέσον της πλευράς ΓΔ, με ταχύτητα κάθετη στην ΓΔ, όπως στο σχήμα.

i) Να σχεδιάστε την φορά της έντασης του μαγνητικού πεδίου.

ii) Να βρεθεί η ταχύτητα υ εξόδου του από το Μ.Π.

iii) Να βρεθεί η τάση V.

iv) Να υπολογιστεί ο λόγος των μέτρων, της επιτάχυνσης του σωματιδίου στο ηλεκτρικό πεδίο, προς την αντίστοιχη επιτάχυνσή του στο μαγνητικό πεδίο.

Απάντηση:

Τετάρτη 4 Μαΐου 2011

Ένα κύκλωμα με λαμπτήρες.

Οι λαμπτήρες του κυκλώματος έχουν στοιχεία κανονικής λειτουργίας (20V,40W) και λειτουργούν κανονικά. Δίνονται ακόμη R=4Ω και η πηγή έχει ΗΕΔ Ε=40V.

i) Να βρεθεί η εσωτερική αντίσταση της πηγής.

ii) Τι ποσοστό της παρεχόμενης από τη πηγή ενέργειας, μεταφέρεται στον λαμπτήρα Λ₁;

iii) Ξεβιδώνουμε τον λαμπτήρα Λ₂ από τη βάση του. Τότε:

α) Η συνολική αντίσταση του κυκλώματος μειώνεται.

β) Η τάση στα άκρα του λαμπτήρα Λ₁ παραμένει σταθερή και ίση με 20V.

γ) Ο λαμπτήρας Λ₁ κινδυνεύει να καεί.

δ) Η ισχύς της πηγής αυξάνεται.

Χαρακτηρίστε σαν σωστές ή λανθασμένες τις παραπάνω προτάσεις.

Απάντηση:

Τρίτη 19 Απριλίου 2011

Ευχές

Σάββατο 16 Απριλίου 2011

Αυτεπαγωγή σε μη ιδανικό πηνίο.

Για το κύκλωμα του σχήματος δίνονται Ε=40V, r=1Ω, R=3Ω, ενώ το μη ιδανικό πηνίο έχει συντελεστή αυτεπαγωγής L=0,8 Η και αντίσταση R₁=4Ω. Σε μια στιγμή t=0 κλείνουμε το διακόπτη δ.

Α) Ποια είναι τελικά η ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα;

Β) Σε μια στιγμή t₁ η ένταση του ρεύματος έχει τιμή i₁=2 Α. Για τη στιγμή αυτή να βρεθούν:

i) Οι τάσεις V_πολ, V_ΑΒ και V_ΒΓ.

ii) Η ΗΕΔ από αυτεπαγωγή και ο ρυθμός μεταβολής της έντασης του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα.

iii) Να εξετασθεί η ορθότητα της πρότασης: «Η πολική τάση μιας πηγής είναι ίση με την ηλεκτρεγερτική της δύναμη μειωμένη κατά την πτώση τάσεως πάνω στην εσωτερική της αντίσταση». Να γίνει εφαρμογή στην πηγή και στο πηνίο του παραπάνω κυκλώματος.

iv) Να υπολογιστούν:

α) η ισχύς του ρεύματος στο πηνίο.

β) η ισχύς της ΗΕΔ από αυτεπαγωγή.

γ) ο ρυθμός με τον οποίο η ηλεκτρική ισχύς μετατρέπεται σε θερμική στο πηνίο.

δ) ο ρυθμός με τον οποίο η ηλεκτρική ενέργεια αποθηκεύεται στο πηνίο, με τη μορφή ενέργειας μαγνητικού πεδίου.

Απάντηση:

Σάββατο 9 Απριλίου 2011

ΗΕΔ από αυτεπαγωγή και τάσεις.

Δίνεται το κύκλωμα του σχήματος όπου Ε=50V, r=2Ω, R=2Ω, R₁=7Ω, L=0,6 Η. Σε μια στιγμή t₀=0 φέρνουμε το μεταγωγό (διακόπτης δύο θέσεων) στη θέση Κ, οπότε το κύκλωμα αρχίζει να διαρρέεται από ρεύμα η ένταση του οποίου φτάνει σε σταθερή τιμή Ι=10 Α.

i) Πόση είναι η μέγιστη ΗΕΔ από αυτεπαγωγή (κατ’ απόλυτο τιμή) που αναπτύσσεται στο πηνίο;

ii) Κάποια στιγμή t₁ το κύκλωμα διαρρέεται από ρεύμα έντασης i₁=4 Α. Για τη στιγμή αυτή να βρεθούν:

α) Η ηλεκτρεγερτική δύναμη από αυτεπαγωγή που αναπτύσσεται στο πηνίο και ο ρυθμός αύξησης της έντασης του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα.

β) Η τάση ΒΓ, η ισχύς του πηνίου και ο ρυθμός με τον οποίο αυξάνεται η ενέργεια του πηνίου.

iii) Αφού σταθεροποιηθεί το ρεύμα που διαρρέει το πηνίο, κάποια στιγμή t₂ φέρνουμε ακαριαία το μεταγωγό στη θέση Λ, χωρίς να ξεσπάσει σπινθήρας.

α) Πόση είναι η μέγιστη ΗΕΔ από αυτεπαγωγή που αναπτύσσεται στο πηνίο, μετά τη στιγμή t₂;

β) Για τη στιγμή που το πηνίο διαρρέεται από ρεύμα έντασης i₂=4 Α, να βρεθούν η τάση στα άκρα του πηνίου και ο ρυθμός μεταβολής της ενέργειας του μαγνητικού πεδίου του πηνίου.

Απάντηση:

ΗΕΔ από αυτεπαγωγή και τάσεις.

Παρασκευή 8 Απριλίου 2011

Αυτεπαγωγή και ενέργειες.

Για το κύκλωμα του σχήματος δίνονται Ε=40V, r=1Ω, R=3Ω, το ιδανικό πηνίο έχει αυτεπαγωγή L=0,8Η ενώ ο διακόπτης δ είναι ανοικτός.

Κάποια στιγμή κλείνουμε το διακόπτη και το κύκλωμα αρχίζει να διαρρέεται από ρεύμα. Για τη στιγμή που η ένδειξη του (ιδανικού) αμπερομέτρου είναι ίση με i₁=6 Α, να βρεθούν:

i) Οι τάσεις V_ΑΓ, V_ΑΒ, V_ΒΓ και η ΗΕΔ από αυτεπαγωγή του πηνίου.

ii) Η ισχύς της πηγής, η ισχύς της ΗΕΔ από αυτεπαγωγή και η θερμική ισχύς που εμφανίζεται στο κύκλωμα.

iii) Η ενέργεια του πηνίου και ο ρυθμός μεταβολής της ενέργειας αυτής.

Απάντηση:

Αυτεπαγωγή και ενέργειες.

Αμοιβαία επαγωγή.

Γύρω από μια ράβδο σιδήρου έχουμε τυλίξει δύο πηνία, όπως φαίνονται στο διπλανό σχήμα.

i) Σχεδιάστε την ένταση του μαγνητικού πεδίου στο μέσον του πηνίου Π.

ii) Σε μια στιγμή μετακινούμε το δρομέα δ προς τα κάτω, τότε στη διάρκεια της μετατόπισης:

α) Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει την πηγή Ε αυξάνεται.

β) Η ένταση του μαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό του πηνίου Π μειώνεται.

γ) Το αμπερόμετρο διαρρέεται από ρεύμα με φορά προς τα αριστερά

Είναι σωστές ή λανθασμένες οι παραπάνω προτάσεις; Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.

iii) Αν τη στιγμή που ο ρυθμός μεταβολής της έντασης του ρεύματος που διαρρέει το Π πηνίο είναι -2Α/s, αναπτύσσεται ΗΕΔ στο πηνίο Δ ίση με Ε₂= 0,3V, να βρεθεί ο συντελεστής αμοιβαίας επαγωγής των δύο πηνίων.

Απάντηση:

Αμοιβαία επαγωγή.