by Διαθέτουμε μία πηγή συνεχούς τάσης, ένα αμπερόμετρο, ένα βολτόμετρο, δύο διακόπτες, ένα ιδανικό πηνίο (δηλαδή δεν έχει ωμική αντίσταση) με συντελεστή αυτεπαγωγής L=0,2H και αριθμό σπειρών ανά μονάδα μήκους n=40σπείρες/cm, έναν αντιστάτη αντίστασης R=6Ω και φτιάχνουμε το κύκλωμα του παρακάτω σχήματος. Τα όργανα μέτρησης θεωρούνται ιδανικά.
Αρχικά, οι διακόπτες δ1 και δ2 είναι ανοικτοί και η ένδειξη του βολτομέτρου είναι ίση με V0=20V. Κάποια στιγμή, κλείνουμε το διακόπτη δ1 (διατηρώντας τον δ2 ανοικτό) και μετά τη σταθεροποίηση του ρεύματος, η ένδειξη του αμπερομέτρου ισούται με 5A.
Α. Να υπολογίσετε την ηλεκτρεγερτική δύναμη E της πηγής και την εσωτερική της αντίσταση r.
Β. Να κατασκευάσετε τη χαρακτηριστική καμπύλη της πηγής.
Γ. Να υπολογίσετε την ένταση του μαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό του πηνίου κατά την παραπάνω σταθεροποιημένη κατάσταση.
Κάποια χρονική στιγμή t=t1, και ενώ βρισκόμαστε στην παραπάνω σταθεροποιημένη κατάσταση, ανοίγουμε τον διακόπτη δ1 και ταυτόχρονα κλείνουμε το διακόπτη δ2.
Δ. Να υπολογίσετε τη θερμότητα που αποδίδεται στο περιβάλλον, από τη χρονική στιγμή t=t1 μέχρι να μηδενιστεί το ρεύμα στο κύκλωμα.
Ενώ το ρεύμα στο κύκλωμα έχει μηδενιστεί, κάποια χρονική στιγμή t=t2 κλείνουμε το διακόπτη δ1, διατηρώντας κλειστό και το διακόπτη δ2.
Ε. Να προσδιορίσετε τις ενδείξεις των οργάνων μέτρησης αμέσως μετά το κλείσιμο του διακόπτη δ1 (την t=t2+) και μετά από αρκετό χρόνο, όταν θα έχουν αποκατασταθεί οι τελικές τιμές.
Δίνεται μ0=4π·10-7Tm/A.
Αυτεπαγωγή και χαρακτηριστική καμπύλη πηγής
ή
Αυτεπαγωγή και χαρακτηριστική καμπύλη πηγής
Καλημέρα Μίλτο.
Πολύ ωραία άσκηση χωρίς να είναι ακραία. Ένα λεπτό σημείο στο Ε ερώτημα είναι το γεγονός, πως παρόλο που ο αντιστάτης R δεν είναι συνδεδεμένος σε σειρά με κάποιο πηνίο και δεν υπάρχουν φαινόμενα αυτεπαγωγής το ρεύμα που τον διαρρέει δεν είναι σταθερό και αυτό γιατί η εσωτερική αντισταση της πηγής δίνει μη σταθερή πολική τάση. Θα κάνω πρώτα του Διονύση
Η αυτεπαγωγή και το κλείσιμο- άνοιγμα του διακόπτη και μετά την δική σου.
Καλή Κυριακή να έχεις χωρίς ταλαιπωρία από τον καιρό.
Γεια σου Χρήστο. Χαίρομαι που κατατάσσεις την άσκηση στην κατηγορία «αρχική για το φαινόμενο», καθώς αυτός ήταν ο στόχος της.
Με πολύ βασικά ερωτήματα, ήθελα να αναδείξω λεπτομέρειες και σημεία από τη Β´ Λυκείου. Φυσικά, μπορεί να εμπλουτιστεί εύκολα νομίζω και με επιπλέον ερωτήματα.
Να είσαι καλά, καλή Κυριακή, με υπομονή!