by 
Για το κύκλωμα του σχήματος δίνονται R1=R, R2=2R, ενώ τα ιδανικά πηνία έχουν συντελεστές αυτεπαγωγής L1=L και L2=2L. Η πηγή έχει ΗΕΔ Ε (r=0), Σε μια στιγμή t=0 κλείνουμε το διακόπτη δ.
i) Σε ποιο πηνίο αναπτύσσεται μεγαλύτερη (κατά απόλυτο τιμή) ΗΕΔ λόγω αυτεπαγωγής, αμέσως μετά το κλείσιμο του διακόπτη;
ii) Αν α1=di1/dt o αρχικός ρυθμός μεταβολής της έντασης του ρεύματος που διαρρέει την αντίσταση R1, τότε ο αντίστοιχος ρυθμός μεταβολής της έντασης του ρεύματος α, που διαρρέει την πηγή είναι ίση:
a) α=0,5α1, b) α=1,5α1, c) α=2,5α1.
iii)Αν U1 και U2 οι μέγιστες ενέργειες μαγνητικού πεδίου, που αποθηκεύονται στα δύο πηνία αντίστοιχα, ισχύει:
a) U2=0,5U1, b) U2=U1, c) U2=1,5U1, d) U2=2U1.
Ερώτημα Μόνο για καθηγητές:
iv) Μόλις σταθεροποιηθούν οι εντάσεις των ρευμάτων που διαρρέουν τα δύο πηνία, ανοίγουμε το διακόπτη δ. Λίγο μετά το άνοιγμα του διακόπτη η αντίσταση R1:
α) διαρρέεται από ρεύμα έντασης i με φορά από το Α προς το Β.
β) Διαρρέεται από ρεύμα έντασης i με φορά από το Β προς το Α.
γ) Αμέσως μετά το άνοιγμα του διακόπτη μηδενίζεται η ένταση του ρεύματος που διαρρέει την αντίσταση R1.
Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας.
Καλημέρα και Χρόνια Πολλά σε όλους.
Για τους συναδέλφους που θα προβληματιστούν για το τελευταίο ερώτημα, ας δουν προηγούμενα την πρόσφατη:
Η ΑΔΟ και η διατήρηση της μαγνητικής ροής
Χρόνια πολλά Διονύση και ένα μεγάλο ευχαριστώ για το ωραίο θέμα που προσφέρεις!!!!
Χρόνια Πολλά Γιώργο και καλό απόγευμα.
Σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Χρόνια πολλά. Πολύ ωραία ανάρτηση Διονύση και τα πρώτα 3 ερωτήματα αλλά και το iv)!
Καλησπέρα σε όλους και χρόνια πολλά.
Ενεργειακά τι συμβαίνει στο iv ;
Καλημέρα Παύλο, καλημέρα Γιώργο και Χρόνια Πολλά.
Γιώργο για το τι συμβαίνει με την ενέργεια, έγραψα από την wikipedia για τον ηλεκτρομαγνητικό παλμό. Ας μείνουμε στην “ηλεκτρομαγνητική έκρηξη”.
Όταν έχουμε μηδενισμό της έντασης του ρεύματος που διαρρέει τα δύο πηνία “ακαριαία”, πράγμα που σημαίνει σε πολύ-πολύ μικρό χρονικό διάστημα, οι ΗΕΔ που αναπτύσσονται στο κύκλωμα είναι τεράστιες. Το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο θα παράγει χρονικά μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο, ο συνδυασμός των δύο παραπέμπει σε εκπομπή ηλεκτρομαγνητικού κύματος.
Αλλά το πιο απλό που μπορούμε να έχουμε, είναι να ξεσπάσει σπινθήρας στον διακόπτη κατά το άνοιγμά του, αφού η πολύ μεγάλη ΗΕΔ από επαγωγή μετατρέπει τον αέρα σε αγώγιμο μέσον οπότε έχουμε ηλεκτρικό τόξο…
Καλημέρα παιδιά και Χρόνια Πολλά.
Προτιμώ τον ηλεκτρομαγνητικό παλμό από τον σπινθήρα γιατί ο διακόπτης μπορεί να είναι τρανζίστορ.
Καλημέρα Διονύση και Χρόνια Πολλά προς όλους.
Ωραίο θέμα ,διαμορφώσιμο προς Β,…εξετάσεων!
Επιμορφωτικός ο διάλογος για τον “ηλεκτρομαγνητικό παλμό”…
Καλημέρα και χρόνια πολλά Γιάννη και Παντελή.
Σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Γιάννη έχεις μεν δίκιο για τον ηλεκτρομαγνητικό παλμό, αλλά οι άνθρωποι δεν γνωρίζουν τους διακόπτες – τρανζίστορ, ενώ τους κεραυνούς τους ξέρουν από την εποχή του… Διός! 🙂
Καλημέρα και Χρόνια Πολλά Διονύση και σε όλους που παρακολουθούν την συζήτηση ( και όχι μόνο).
Πολύ όμορφη και ιδιαίτερα το ερώτημα για καθηγητές.Δινει ευκαιρία για δημιουργική συζήτηση.
Μια άλλη σκέψη ως αποδειξη ότι Iκ=0.
Το κάθε πηνίο για να διατηρήσει το ίδιο ρεύμα θα δημιουργήσει ΗΕΔ αυτεπαγωγής ίση με την ΗΕΔ πηγής (αφού η εσωτερική αντίσταση είναι μηδέν) και μάλιστα αντίθετες μεταξύ τους. Έτσι Εολικο =0 , άρα Ικ=0.
Η δε ενέργεια των μαγνητικών πεδίων των πηνίων θα δημιουργήσει σπινθήρα σε ένα απλό διακόπτη.
Ακόμα και αν η πηγή είχε εσωτερική αντίσταση διάφορη του μηδενός θα συνέβαινε το ιδιο
Καλό μεσημέρι Γιώργο και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Δεν νομίζω ότι η ΗΕΔ που αναπτύσσεται σε κάθε πηνίο, είναι ίση με την Ε της πηγής.
Δεν υπάρχει κάποιος νόμος που να υπαγορεύει κάτι τέτοιο.
Νομίζω ότι έχουμε πολύ μεγαλύτερες ΗΕΔ από αυτήν της πηγής, αρκεί να σκεφτούμε ότι μιλάμε για μια “ακαριαία” αποκατάσταση. Σαν την κρούση, που την θεωρούμε ακαριαία (ενώ προφανώς κάποιο έστω ελάχιστο dt είναι απαραίτητο)…
Αλλά απειροελάχιστο dt και όχι χρόνος 5τ, οδηγεί σε πολύ μεγάλες ΗΕΔ.
Για να δώσω ένα παράδειγμα που να μην ισχύει το Εαυτ=E, ας δούμε το κύκλωμα όπου έχει σταθεροποιηθεί η ένταση του ρεύματος, με το διακόπτη δ κλειστό.
Μόλις ανοίξουμε το διακόπτη δ, η ΗΕΔ από αυτεπαγωγή είναι ίση με Εαυτ=2Ε!!! ενώ χρειάζεται στη συνέχεια χρονικό διάστημα 5τ=10R/L για να μηδενιστεί η ένταση του ρεύματος.
Διονύση για να κρατήσει το ίδιο ρεύμα κάθε πηνίο πρέπει η Εαυτ να δώσει αυτό το ρεύμα
. Ελλείψει αντιστατών θα πρέπει να είναι ίση με αυτή της πηγής.
Γιώργο φαντάζομαι ότι αναφέρεσαι στο κύκλωμα του σχήματος (του απλού κυκλώματος που διδάσκουμε).
Στο κύκλωμα αυτό, πράγματι ισχύει αυτό που λες.
Την διεύρυνση του συμπεράσματός σου δυσκολεύομαι να παρακολουθήσω.
Για παράδειγμα να επιστρέψω στο κύκλωμα της άσκησης εδώ. Αν η R2=3R τι ένταση ρεύματος θα έλεγες ότι αποκαθίσταται με το άνοιγμα του διακόπτη;