Παρασκευή, 12 Ιουλίου 2019

Μαγνητικό πεδίο τμήματος κυκλικού αγωγού


Στο κέντρο Ο του κυκλικού αγωγού του σχήματος, η ένταση του μαγνητικού πεδίου, εξαιτίας του ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό, έχει μέτρο Βο= 4·10-5Τ. Το επίπεδο του κυκλικού αγωγού είναι πάνω στο επίπεδο της σελίδας.
i)  Να σχεδιάστε το διάνυσμα της έντασης του μαγνητικού πεδίου στο σημείο Ο.
ii)  Η ένταση στο κέντρο Ο του αγωγού, οφείλεται στο μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί κάθε στοιχειώδες τόξο ds το κύκλου και μπορούμε να γράψουμε dΒ=λ∙ds.
α) Να βρεθεί ο συντελεστής αναλογίας λ.
β) Αφού αποδειχθεί ότι η ένταση που οφείλεται σε τόξο μήκους s, είναι ανάλογη του s, να υπολογίσετε την ένταση του μαγνητικού πεδίου, που οφείλεται στο τόξο ΑΓ, όπου η γωνία ΑΟΓ=90°.
iii) Ο ίδιος κυκλικός αγωγός συνδέεται με την ίδια γεννήτρια ΗΕΔ Ε και με μηδενική εσωτερική αντίσταση, με σύρματα χωρίς αντίσταση, στα σημεία Α και Γ, όπως στο διπλανό σχήμα. Αν ο διακόπτης δ είναι ανοικτός:
α. Βρείτε το μέτρο της έντασης του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο Ο του κύκλου και σχεδιάστε το διάνυσμά της στο σχήμα. 
β. Σε μια στιγμή κλείνουμε το διακόπτη δ. Πόση είναι τώρα η ένταση του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο Ο του κύκλου;
ή

Δευτέρα, 8 Ιουλίου 2019

Το μαγνητικό πεδίο κυκλικού αγωγού


1)  Σε οριζόντιο επίπεδο βρίσκεται ένας οριζόντιος κυκλικός αγωγός που διαρρέεται από ρεύμα.
 i)   Να σχεδιάστε το μαγνητικό φάσμα του κυκλικού αγωγού και να σημειώσετε την ένταση του μαγνητικού πεδίου στα σημεία Ο, Α και Γ όπου Ο το κέντρο του κυκλικού αγωγού, (ΟΑ)= ½ r και (ΟΓ)= 1,5r. 
ii) Για το μέτρο της έντασης στα σημεία Α και Γ ισχύει:
α) ΒΑΓ,                      β) ΒΑΓ,           γ) ΒΑΓ.
ή


Παρασκευή, 5 Ιουλίου 2019

Επαγωγή και ερμηνείες φαινομένων.


Η λειτουργία των ηλεκτρικών πηγών, στηρίζονται  κυρίως στο φαινόμενο της επαγωγής.
Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή είναι το φαινόμενο της ανάπτυξης Ηλεκτρεγερτικής δύναμης σε ένα αγωγό, η οποία λαμβάνει χώρα όταν μεταβάλλεται η μαγνητική ροή που διέρχεται από την επιφάνεια που ο συγκεκριμένος αγωγός ορίζει.  
Σύμφωνα δε με το νόμο του Faraday:
Η παραπάνω  μεταβολή της μαγνητικής ροής μπορεί να οφείλεται σε δύο διαφορετικούς λόγους.
  • Ηλεκτρεγερτική δύναμη που αναπτύσσεται εξαιτίας της σχετικής κίνησης ενός αγωγού και ενός μαγνητικού πεδίου (ένας αγωγός κινείται σε μαγνητικό πεδίο ή ένας μαγνήτης πλησιάζει ένα πηνίο)
  • ΗΕΔ που δεν οφείλεται σε σχετική κίνηση αλλά αναπτύσσεται από ένα χρονικά μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο. 


Ας τα δούμε αναλυτικά.
ή

Τετάρτη, 3 Ιουλίου 2019

Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμων αγωγών.


Ένας ευθύγραμμος οριζόντιος αγωγός διαρρέεται από ρεύμα έντασης Ι1 και ορίζει με ένα σημείο Α, που απέχει απ’ αυτόν απόσταση 10cm, ένα οριζόντιο επίπεδο. Ένας δεύτερος ευθύγραμμος αγωγός είναι κατακόρυφος και διαρρέεται από ρεύμα έντασης Ι2. Η απόσταση του σημείου Α από τον δεύτερο αγωγό είναι ΟΑ=5cm.
i)Ποιες προτάσεις είναι σωστές και ποιες λάθος.
α) Η ένταση του πεδίου που δημιουργεί ο οριζόντιος αγωγός, στο σημείο Α, είναι οριζόντια.
β) Η ένταση του πεδίου που δημιουργεί ο οριζόντιος αγωγός, στο σημείο Α, είναι κατακόρυφη.
γ)Η ένταση του πεδίου που δημιουργεί ο κατακόρυφος αγωγός, στο σημείο Α, είναι οριζόντια.
δ)   Η ένταση του πεδίου που δημιουργεί ο κατακόρυφος αγωγός, στο σημείο Α, είναι κατακόρυφη.
ii) Αν Ι12=10 Α, να υπολογιστεί η ένταση του πεδίου στο σημείο Α.
    Δίνεται Κμ=10-7Ν/Α2.
ή

Σάββατο, 29 Ιουνίου 2019

Μαγνητικό πεδίο τριών αγωγών


Στο σχήμα βλέπετε ένα ορθογώνιο και ισοσκελές τρίγωνο ΑΓΔ ( 90⁰), στο επίπεδο της σελίδας και τρεις αγωγούς, μεγάλου μήκους, που διαρρέονται από ρεύματα με την ίδια ένταση Ι, οι οποίοι περνούν από τις τρεις κορυφές του τριγώνου.  Ο πρώτος αγωγός που περνά από την κορυφή Α, είναι παράλληλος στην πλευρά ΓΔ και δημιουργεί στο μέσον της Μ, μαγνητικό πεδίο έντασης Β1=0,02Τ. Οι άλλοι δύο αγωγοί είναι κάθετοι στο επίπεδο της σελίδας και διαρρέονται από ρεύματα με φορά προς τα έξω, όπως στο σχήμα.
i) Να σχεδιάσετε την ένταση Β1 του μαγνητικού πεδίου στο Μ, που οφείλεται στον πρώτο αγωγό.
ii) Να βρείτε την ένταση του μαγνητικού πεδίου (μέτρο και κατεύθυνση) στο σημείο Μ που οφείλεται στον αγωγό που περνά από την κορυφή Γ.
iii) Η ένταση του μαγνητικού πεδίου στο Μ, που οφείλεται και στους τρεις αγωγούς:
α) Βρίσκεται στο επίπεδο της σελίδας.
β) Είναι κάθετη στο επίπεδο της σελίδας.
γ) Σχηματίζει γωνία με το επίπεδο που βλέπουμε στο σχήμα.
Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.
iv) Να βρείτε την ένταση του μαγνητικού πεδίου (μέτρο και κατεύθυνση) στην κορυφή Α του τριγώνου, που οφείλεται στους δύο παράλληλους αγωγούς που περνούν από τις άλλες δύο κορυφές.
ή


Πέμπτη, 27 Ιουνίου 2019

Σχεδιάζοντας την ένταση του πεδίου δύο παραλλήλων αγωγών.


Σε οριζόντιο επίπεδο (Π) βρίσκονται  δύο παράλληλοι αγωγοί οι οποίοι διαρρέονται από ρεύματα με την ίδια ένταση Ι12, όπως στο σχήμα. Ένα σημείο Α του επιπέδου απέχει κατά x και 2x, από τους δύο αγωγούς. Αν η ένταση στο Α εξαιτίας του πρώτου αγωγού έχει μέτρο Β1=4∙10-4Τ:
i) Να σχεδιάστε στο σημείο Α του σχήματος, τις εντάσεις Β1 και Β2 του μαγνητικού πεδίου εξαιτίας των δύο αγωγών, καθώς και την συνολική ένταση του μαγνητικού πεδίου. Ποιο το μέτρο της έντασης του πεδίου στο σημείο Α;
ii) Θα μπορούσαμε βέβαια να έχουμε την εικόνα σε κάτοψη, όπως στο δεύτερο σχήμα. Να σχεδιάστε ξανά τα παραπάνω διανύσματα, στο σχήμα αυτό.
iii) Εναλλακτικά, μας βολεύει συνήθως να σχεδιάζουμε τους δύο αγωγούς κάθετους  στο επίπεδο της σελίδας, όπως στο 3ο σχήμα. Πώς αναπαριστάνονται στην περίπτωση αυτή τα αντίστοιχα διανύσματα που μας ενδιαφέρουν;
ή


Δευτέρα, 24 Ιουνίου 2019

Το μαγνητικό πεδίο



Στο σχήμα βλέπετε ένα ραβδόμορφο μαγνήτη, σε οριζόντιο επίπεδο που ταυτίζεται με το επίπεδο της σελίδας (κάτοψη).
i) Να σχεδιάσετε τις δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου, στο επίπεδο της σελίδας, καθώς και την ένταση του πεδίου στα σημεία Α και Γ.
ii) Να χαρακτηρίσετε ως σωστές ή λανθασμένες τις προτάσεις:
α) Το μαγνητικό πεδίο στο σημείο Α, είναι ισχυρότερο από το σημείο Γ.
β) Στο εσωτερικό του μαγνήτη το πεδίο είναι ομογενές.
γ) Οι δυναμικές γραμμές πηγαίνουν από το Βόρειο μαγνητικό πόλο, στο Νότιο πόλο.
δ)  Αν εκτοξεύσουμε ένα σημειακό φορτίο q με ταχύτητα υ στο σημείο Ε θα κινηθεί ευθύγραμμα και ομαλά.
ε) Αν αφήσουμε ένα δεύτερο σημειακό φορτίο q1 στο σημείο Δ, θα δεχτεί δύναμη από το μαγνητικό πεδίο.
στ) Αν κόψουμε το μαγνήτη στο μέσον του θα πάρουμε  δύο νέους μαγνήτες.
 iii) Στο διπλανό σχήμα δίνονται δύο ακλόνητα σημειακά αντίθετα  φορτία, σε οριζόντιο επίπεδο (ξανά το επίπεδο της σελίδας.
α) Να σχεδιάσετε τώρα τις ηλεκτρικές δυναμικές του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται.
β) Να σχεδιάστε και τις δυνάμεις που δέχονται τα θετικά σημειακά φορτία q και q1 στα σημεία Δ και Ε.
ή


Τρίτη, 18 Ιουνίου 2019

Η επαγωγή σε επιταχυνόμενη ράβδο


Ο αγωγός ΚΛ μήκους ℓ=1m, μάζας 0,4kg και με αντίσταση r=1Ω, μπορεί να κινείται οριζόντια, μέσα σε ένα ομογενές κατακόρυφο μαγνητικό πεδίο έντασης Β=1Τ, σε επαφή με δυο παράλληλους αγωγούς ΑΑ1 και ΓΓ1, οι οποίοι δεν παρουσιάζουν αντίσταση και απέχουν d=1m. Μεταξύ των άκρων Α και Γ συνδέεται αντιστάτης με αντίσταση R=3Ω. Σε μια στιγμή ασκούμε στον αγωγό ΚΛ μια σταθερή οριζόντια  δύναμη μέτρου F=0,7Ν με αποτέλεσμα ο αγωγός να κινείται προς τα δεξιά.
i)   Να βρείτε τη ροή που διέρχεται από το ορθογώνιο πλαίσιο ΑΚΛΓ σε συνάρτηση με την απόσταση ΑΚ=x και να εξηγήσετε γιατί ο αγωγός ΚΛ διαρρέεται από ρεύμα.
ii) Να βρείτε τη φορά της έντασης του ρεύματος που διαρρέει τον αντιστάτη R.
iii) Για τη στιγμή t1 που ο αγωγός έχει στιγμιαία ταχύτητα υ1=2m/s, να υπολογιστούν:
α) Η ΗΕΔ από επαγωγή που εμφανίζεται στο πλαίσιο.
β)  Η τάση VΚΛ.
γ) Η επιτάχυνση του αγωγού ΚΛ.
δ) Ο ρυθμός με τον οποίο μεταφέρεται ενέργεια στον αγωγό ΚΛ, μέσω της δύναμης F και ο ρυθμός με τον οποίο η ενέργεια αυτή μετατρέπεται σε ηλεκτρική. Είναι ή όχι ίσοι οι δυο παραπάνω ρυθμοί; Να εξηγήσετε τις ενεργειακές μετατροπές που εμφανίζονται τη στιγμή αυτή στο πλαίσιο.
ή