W jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B=0,35 T

W jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B=0,35 T układ zawierający N=500 zwojów o powierzchni S=50 cm^2 obraca się równomiernie z częstotliwością n=480 min^-1. Oś obrotu leży w płaszczyźnie ramy i jest prostopadła do linii indukcyjnych. Konieczne jest znalezienie maksymalnego DS indukcji występującej w ramce.

Rozwiązanie problemu: Najpierw wyznaczmy strumień magnetyczny przechodzący przez jeden obrót ramy. Wiadomo, że strumień magnetyczny jest równy iloczynowi indukcji magnetycznej i pola powierzchni obrysu cewki: Φ = BS gdzie Φ to strumień magnetyczny, B to indukcja magnetyczna, S to powierzchnia obrysu cewki .

Ponieważ w ramie znajduje się N zwojów, strumień magnetyczny ramy będzie równy: Φ = NBA gdzie A jest powierzchnią ramy objętą polem magnetycznym.

Biorąc pod uwagę fakt, że rama obraca się z prędkością ω = 2πn, gdzie n jest częstotliwością obrotu, strumień magnetyczny przechodzący przez ramę zmienia się w czasie. W efekcie w układzie pojawia się ?DS indukcji: ε = -dΦ/dt gdzie ε to ?DS indukcji, dΦ/dt to zmiana strumienia magnetycznego w czasie.

Zmiana strumienia magnetycznego wiąże się ze zmianą kąta obrotu ramy. Ponieważ rama obraca się równomiernie, kąt obrotu można wyrazić w czasie t: φ = ωt

Wtedy zmiana strumienia magnetycznego jest równa: dΦ/dt = d(NBA)/dt = NBA(dφ/dt) dΦ/dt = NBAω

W konsekwencji ?DS indukcji w układzie będzie wynosić: ε = -NBAω

Maksymalna indukcja prądu stałego występuje w momencie, gdy strumień magnetyczny przechodzący przez ramę zmienia się najszybciej. Dzieje się tak w momencie, gdy rama znajduje się pod maksymalnym kątem do linii indukcji pola magnetycznego. W tym momencie prędkość kątowa ramy osiąga maksymalną wartość: ωmax = B

Wtedy maksymalna indukcja prądu stałego jest równa: εmax = NBAωmax = NBA B

Podstawiając znane wartości otrzymujemy: εmax = 500 * 0,35 * 0,5 * 3,14 * 480 / 60 = 183,4 V

Odpowiedź: maksymalna indukcja prądu stałego występująca w ramie wynosi 183,4 V.

Opis produktu

Mamy przyjemność przedstawić Państwu cyfrowy produkt, który pomoże Państwu w nauce fizyki. Ten produkt zawiera materiały na temat „elektromagnetyzmu”, w tym problemy i rozwiązania.

Charakterystyka produktu:

• Tytuł: ?Elektromagnetyzm
• Temat: Fizyka
• Indukcja pola magnetycznego: B=0,35 Tesli
• Opis: Ten produkt cyfrowy zawiera materiały na temat „elektromagnetyzmu”, w tym problemy i rozwiązania. Jest przeznaczony dla każdego, kto interesuje się fizyką i chce pogłębić swoją wiedzę w tej dziedzinie.

Studiowanie elektromagnetyzmu pomoże ci zrozumieć, jak działają różne urządzenia wykorzystujące zjawiska elektromagnetyczne, takie jak silniki elektryczne, generatory, transformatory i inne. Wiedza ta może być przydatna także w działalności zawodowej związanej z elektrotechniką i elektroniką.

Kupując ten cyfrowy produkt zyskujesz dostęp do unikalnych materiałów na temat elektromagnetyzmu, które pomogą Ci poszerzyć Twoją wiedzę i umiejętności z zakresu fizyki.

Przedstawiamy Państwu produkt cyfrowy zawierający materiały na temat „elektromagnetyzmu”, w tym problem i jego rozwiązanie. Problem dotyczy obrotu układu ze zwojami w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B = 0,35 T i wyznacza maksymalny DS indukcji występującej w układzie. Produkt przeznaczony dla każdego, kto interesuje się fizyką i chce pogłębić swoją wiedzę w tym zakresie. Badanie elektromagnetyzmu pomoże Ci zrozumieć, jak działają różne urządzenia wykorzystujące zjawiska elektromagnetyczne, takie jak silniki elektryczne, generatory, transformatory i inne. Ten produkt zawiera szczegółowe rozwiązanie problemu z krótkim zapisem warunków, wzorów i praw zastosowanych w rozwiązaniu, wyprowadzeniem wzoru obliczeniowego i odpowiedzią. Jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące rozwiązania, możesz skontaktować się z nami w celu uzyskania pomocy.

***

Opis produktu:

Do sprzedania rama zawierająca 500 zwojów o powierzchni 50 cm^2, która obraca się równomiernie z częstotliwością 480 min^-1 w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B=0,35 Tesli. Oś obrotu leży w płaszczyźnie ramy i jest prostopadła do linii indukcyjnych. Rama wytwarza maksymalną zmienną indukcję magnetyczną, którą można wykorzystać do wytworzenia energii elektrycznej.

Aby wyznaczyć maksymalny DS indukcji występujący w układzie, należy skorzystać ze wzoru na ΔDS indukcji:

Mi = -N * S * B * w

gdzie E to prąd indukcyjny, N to liczba zwojów w ramie, S to powierzchnia jednego zwoju, B to indukcja pola magnetycznego, w to prędkość kątowa obrotu ramy w rad/s.

Podstawiając znane wartości otrzymujemy:

E = -500 * 0,005 * 0,35 * 2π * 480 / 60

E = -33,02 V

Zatem maksymalna indukcja prądu stałego występująca w ramie wynosi 33,02 V.

***