1.8. Ellenőrző kérdések megoldásai

Átírás

1 1.8. Ellenőrző kérdések megoldásai 1. feladat: Számítsuk ki egy cm átmérőjű, cm hosszú, 1 menetes tekercs fluxusát, ha a tekercsben,1 -es áram folyik! N I 1 3,1 H = = 5. l, m Vs B = µ H = 4π 5 = π. m Φ = B = π π = ( Vs). (lkalmazhatjuk, hogy π 1.). feladat: Milyen irányú erő lép fel két vezető között, amelyekben azonos irányú áram folyik? Indokold meg! Készíts rajzot! 3. feladat: Milyen lényeges különbség van a lágy- és keménymágneses anyagok között? Melyiket hol alkalmazzuk? lágymágneses anyagok jellemzői: kis remanens indukció, kis koercitív erő kis hiszterézisveszteség, keskeny, kis területű hiszterézishurok. keménymágneses anyagok jellemzői: nagy, a telítési értékhez közeli remanens indukció, nagy koercitív erő, nagy hiszterézisveszteség, széles, nagy területű hiszterézishurok. Lágymágneses anyagok alkalmazása: tekercs, trafó vasmag.

2 Keménymágneses anyagok alkalmazása: állandó mágnesek.

3 4. feladat: Ferromágneses anyagok relatív permeabilitása hogyan függ a mágneses térerősségtől? (Ábrázold diagramon!) 5. feladat: Ábrázold koordinátarendszerben a tekercs feszültségének és áramának változását az idő függvényében bekapcsoláskor! tekercs áramának változását a felső, a feszültség váltakozását pedig az alsó ábrán mutatjuk be. feszültséget és az áramot is százalékosan ábrázoltuk (a maximális értékeikhez viszonyítva), az időt pedig mindkét diagramnál időállandó (τ )léptékben vettük fel. Látható, hogy a változások gyakorlatilag 5 τ idő alatt befejeződnek. (Természetesen a változások elméletileg végtelen hosszú ideig tartanak.) 6. feladat: Mit jelent R-L áramkörnél az időállandó és hogyan határozható meg? z áram és a tekercs feszültségének időbeli változására egy időállandót (τ ) vezetünk be. Jelentése: az az időtartam míg a teljes változás 63 %-a lejátszódik. L τ = [τ ] = s R

4 7. feladat: Mit jelent és mikor jelentkezik a skin hatás? z áram nem egyforma mértékben halad a vezeték teljes keresztmetszetében,a frekvencia nagyságával arányosan a vezeték szélére szorul. 8. feladat: Mi fejez ki Faraday és Lenz törvénye? a Faraday törvény az elektromágneses indukció nagyságát határozza Φ meg : i Lenz törvény az indukált feszültség irányát határozza meg : z indukált feszültség polaritása mindig olyan, hogy az általa létrehozott áram mágneses tere gátolja az őt létrehozó folyamatot. 9 feladat: Egy légmagos szolenoid hossza cm, átmérője 5 cm, menetszáma 5. Mekkora feszültség indukálódik a tekercsben, ha az áram bekapcsolása után,6 s múlva egyenletesen 9,9 -re növekszik? Mekkora feszültség indukálódik a tekercsben, ha az áram kikapcsolás után,1 s alatt egyenletesen nullára csökken? d π 5 π = = 19,63 cm ,63 L = N µ r µ = π 3, 8 mh l, be 3 9,9 ibe = L = 3,8 = 5, 8 mv be,6 ki 3 9,9 iki = L = 3,8 3, 5V,1 ki z indukált feszültés iránya ellentétes irányú be- és kikapcsoláskor, mert az áramváltozás iránya is ellentétes. Bekapcsoláskor az áram növekszik, kikapcsoláskor pedig csökken. 1. feladat Egy nagy vasmagos (légréses) tekercs induktivitása L = H, a tekercselés ellenállása R = 8 Ω. tekercset = 4 V-os akkumulátortelepre kapcsoljuk, belső ellenállása R b = 1 Ω. a) Mekkora áram folyik állandósult állapotban? b) Mennyi idő alatt éri el az áram az állandósult értéket? c) Mekkora az áram változási sebessége a kezdő pillanatban? d) Mekkora feszültség lép fel a tekercs kapcsain kikapcsolásnál, ha a tekerccsel párhuzamosan egy R p = 1 Ω-os ellenállás van?

5 4 a) I = =,6 I R + R L L b) τ = = = s 5τ = 5 = s R c) kezdő pillanatban i = i 4 = L = = = 1, L i s d) Kikapcsolás előtti pillanatban I =,6 áram folyik. Ez az áram az R p ellenálláson RP = te ker cs = I R p =,6 = 6V feszültséget jelent. 11. feladat: Párosítsd össze az elektrotechnikai mennyiségekhez illó mértékegységeket! Mágneses indukció Vs m erő Fluxus Vs Gerjesztés T m ad, be, cc, db