Kertaustehtävien ratkaisut
|
|
- Olivia Manninen
- 8 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 Kertaustehtävien ratkaisut. c) Protoniin kohdistuva agneettisen voian suuruus on F 9 qvb, C,6M / s 0,4T 58fN. Suunta on oikean käden sorisäännön perusteella ylöspäin.. b) Johtieen kohdistuvan voian suuruus on F IlBsin 4,0A 0,50 49μT sin9 3μN. Suunta on oikean käden säännön perusteella itään. 3. a) Protoniin kohdistuvan voian suuruus on F qvb. 9 sin, C,3 M / s 990T sin 43fN 4. a) Newtonin II lain ukaan johtien ollessa tasapainossa on oltava F 0 eli F G 0. Kun suunta ylös on positiivinen, saadaan skalaariyhtälö F G = 0 eli F = G. Johtieen kohdistuva paino voidaan kirjoittaa uotoon G = g = ρalg. Yhtälöstä IlB = ρalg sähkövirran suuruus on Ag,70 kg /,00 9,8 / s I 0,4A. B 0,38T 5. b) Sauvan päiden välille indusoituva jännite on e = lvb. Sauvan nopeus on e v lb 3,0V 9,5/s. 0,45 0,70T 6. c) Keskiääräinen induktiojännite on 0,0 Wb 35μWb en 660,5 V. t 5s 7. c) Koska sähkövirta pienenee tasaisesti, kääin napoihin indusoituva jännite on vakio: I el. t Kääin induktanssi on et et 5,5V 5s L 65H. I I I,5 A 5,A 8. b) Koska piirissä ei ole kondensaattoria. Yhtälössä reaktanssi X C erkitään nollaksi. Ipedanssi on Z R ( X X ) kapasitiivinen L C 78
2 Z R XL R fl ,5 H 0. s u0 350 V 9. a) Ensiöjännitteen huippuarvo on u0 350 V ja tehollinen arvo U 47,4874 V. U N Muuntajassa jännitteiden ja kierroslukujen suhde on yhtä suuri eli. U N Toisiojännitteen tehollinen arvo on U N 40 U 47,4874 V 9, V. 000 N Toisiovirran tehollinen arvo on I U R 9, V 8 A. 0 Ω 0. c) Värähtelypiirin oinaisresonanssitaajuus on f0. Korotetaan yhtälö neliöön, π LC jolloin saadaan f0. Tästä yhtälöstä kapasitanssi on 4π LC C 8 ff. 4π Lf π 0,5 0 H 97,7 0 s. a) B I b) N S 79
3 c) d) Huoaa, että aantieteellisellä pohjoisnavalla on agneettinen eteläkohtio.. a) Deklinaatio on agneettineulan poikkeaa kartan pohjois-eteläsuunnasta. Inklinaatio on agneettineulan kallistua vaakatasosta. Vapaasti liikkuvan agneettineulan pohjoispää osoittaa Suoessa vinosti aapallon sisään. Helsingissä deklinaatio on 4 itään ja inklinaatio 73. b) Aurinkotuuli tarkoittaa Auringosta lähtevää jatkuvaa ionisoituneiden hiukkasten virtaa, lähinnä elektroneja ja protoneja. Maan agneettikenttä kääntää aurinkotuulen hiukkasten liikkeen suuntaa estäen niiden pääsyä Maan pinnalle: näin agneettikenttä toiii suojaavana tekijänä. Saalla tavalla agneettikenttä suojaa kosiselta säteilyltä, saoin esi. toisilta tähdiltä tulevilta suurienergisiltä hiukkasilta. c) Revontulet syntyvät, kun Auringosta tulevat hiukkaset töräilevät ilakehässä oleviin hiukkasiin ja nää virittyvät. Kun viritystilat purkautuvat, taivaalla nähdään värikkäitä revontulia. Eri atoit lähettävät eriväristä valoa. Maan agneettikentän uoto on sellainen, että hiukkaset pääsevät ilakehässä sopivalle korkeudelle juuri napa-alueilla, jossa agneettikenttä suuntautuu jyrkästi kohti aan pintaa. Tällöin avaruudesta tulevien varattujen hiukkasten nopeus voi olla likiain agneettikentän suuntainen, jolloin agneettinen voiavaikutus varauksellisiin hiukkasiin jää vähäiseksi. Päiväntasaajalla ja sen olein puolin aan agneettikenttä on likiain aan pinnan suuntainen, joten aan pintaa kohti saapuvien hiukkasten nopeus on likiain kohtisuorassa agneettikenttää vastaan, joten varauksellisten hiukkasten radat kaartuvat. Saalla hiukkaset enettävät energiaa törätessään ilan olekyyleihin ja atoeihin, jolloin hiukkasten nopeus pienenee. Hiukkasten radoista tulee spiraaleja tai ruuviviivoja, joiden säde pienenee. d) Maan ytiessä tapahtuvat varattujen hiukkasten virtaukset aiheuttavat pyörteitä. Näistä pyörteistä johtuu Maan agneettikentän uutokset. Pyörteet liikkuvat vuosien kuluessa eri paikkoihin. 80
4 Maapallon agneettiset navat vaeltavat koko ajan aantieteellisten napojen tuntuassa. Navat ovat yös vaihtaneet keskenään paikkaa useita kertoja. Napaisuuden vaihtuiseen kuluu n vuotta. Napaisuuden uutos johtuu Maan sulan ytien liikkeistä. Magneettiset yrskyt aiheuttavat nopeita uutoksia Maan agneettikentässä. Myrskyt voidaan havaita. häiriöinä tietoliikenteessä. Magneettiset yrskyt johtuvat Auringossa tapahtuvista energia- ja hiukkaspurkauksista: purkaukset aiheuttavat uutoksia aurinkotuuleen. Lisäksi kallioperän ineraalit ovat jakautuneet epätasaisesti, joten tietyillä alueilla voidaan havaita paikallisia uutoksia agneettikentässä. 3. a) D-kohtioiden välissä ionit kiihdytetään sähkökentän avulla kohtisuoraan agneettikenttää vastaan. Koska ionin tulovauhti agneettikenttään kasvaa aina sähkökentän ylityksen jälkeen, yös radan säde agneettikentässä kasvaa: radasta tulee spiraalin uotoinen. b) Newtonin II lain ukaan ionien liikeyhtälö on F an. Kun suunta radan keskipisteeseen on v positiivinen, saadaan skalaariyhtälö qvb. Ionien suurin liike-energia on E v, joten r E suurin nopeus on v. v Yhtälöstä qvb agneettivuon tiheys on r E v E B qr qr qr ,06093, kg 7, 00, J 9, C,03 Syklotronin taajuus on 0,3 T. f 6 9 7,00, J 7 E v 3,06093, kg T s/ v π r/ v πr πr π,03 3,3MHz. 4. a) Kaikkien hiukkasten nopeuden suunta on aluksi alhaalta ylös. Oikean käden säännön perusteella voidaan päätellä, että α-hiukkasella on positiivinen sähkövaraus ja β-hiukkasella negatiivinen. Gaakvantti on varaukseton, koska sen rata ei kaareudu agneettikentässä. (Kyseessä ovat radioaktiivisessa hajoaisessa syntyvän säteilyn eri lajit, alfasäteily, beetasäteily ja gaasäteily. Näihin palataan kurssilla Fysiikka 8) b) Newtonin II lain ukaan hiukkasten liikeyhtälö agneettikentässä on F an. Kun suunta v radan keskipisteeseen on positiivinen, saadaan skalaariyhtälö qvb. Levosta lähteneen, r jännitteellä U kiihdytetyn hiukkasen liike-energia on E v qu, josta hiukkasen loppunopeus qu on v. 8
5 Yhtälöstä v v qvb ypyräradan säde on r qu, radan säteen yhtälö saadaan uotoon qu U r. qb qb v r. Kun tähän yhtälöön sijoitetaan loppunopeus qb Jotta protonin ja α-hiukkasen ratojen säteet olisivat yhtä suuret, on oltava U U. qb p p α α p qb α Protonin kiihdytysjännite on U p qu q 4,006033u e 3kV α p α α p Uα q p α q p α, u e 64kV. 5. Huoaa, että kuvassa kalvo on niin ohut, että radan kaartuista ei voi piirtää oikeassa ittakaavassa. Newtonin II lain ukaan protonin liikeyhtälö on F an. Kun suunta radan keskipisteeseen on v qbr positiivinen, saadaan skalaariyhtälö qvb, josta protonin nopeus on v. r Protonin liike-energia on ja sen uutos qbr qbr Ek v qbr qbr qb Ek Ek Ek r r 9, C 0,55T 7, kg 0,4 0, 4 6, J 47,5385 kev 40 kev. Liike-energia pienenee 40 kev. Kultakalvossa energian enetys kuljettua atkaa kohden on paksuus on Ek 47,5385keV x,6μ. E/ x 60 kev / μ E x 60 kev / μ, joten kalvon 6. Koska agneettivuo on = AB, protoniin agneettikentästä kohdistuvan voian suuruus saadaan uotoon F qvb qv. Voian suuruus on A 8
6 F 9 qv, C8,5M / s 3,5μWb 4 3, fn. A Newtonin II lain ukaan α-hiukkasen liikeyhtälö on F an. Kun suunta radan keskipisteeseen on positiivinen, saadaan skalaariyhtälö qbr v. Toisaalta nopeus on s πr v t T. qbr πr Yhtälöstä α-hiukkasen kiertoajaksi saadaan T 7 π π 6, kg T 93ns. 9 qb, C,4T v qvb, josta α-hiukkasen nopeus on r 8. a) Massaspektroetria käytetään fysikaalisessa tutkiuksessa ja ionien oinaisvarauksien sekä atoien ja olekyylien assojen äärittäisessä. Massaspektroetrin toiinta perustuu siihen, että ionien radat sähkö- ja agneettikentissä riippuvat ionien oinaisvarauksesta. b) Tutkittavat atoit täytyy ionisoida, sillä sähkö- ja agneettikentän avulla voidaan ohjata vain varattuja hiukkasia. Ionit ohjataan kiihdyttävään sähkökenttään, jossa ne saavat assasta ja varauksesta riippuvan nopeuden. Ionit tulevat ns. nopeusvalitsieen kohtisuorasti sen agneettikenttää ja sähkökenttää vastaan. Nopeusvalitsiesta tulevalla ionilla on vain tietty nopeus. Sähkö- ja agneettikentän aiheuttaat voiat ovat vastakkaissuuntaiset, jolloin tietyllä nopeudella valitsieen tulevien ionien rata on suora. Sitten ionit ohjataan kohtisuorasti agneettikenttään, jossa ne kulkevat puoliypyrän uotoisia ratoja. Lopulta ionit osuvat esierkiksi tietokoneeseen kytkettyihin ilaisiiin. Ionien ratojen säteet riippuvat vain ionien assasta ja varauksesta sekä eteneisvauhdista ja agneettivuon tiheydestä. c) Kaikkien niiden ionien, joilla on saa oinaisvaraus, ratojen säteet ovat yhtä suuret. Täten saan alkuaineen eri isotoopit erottuvat toisistaan, koska niillä on eri assat. Kenttä siis jakaa hiukkaset eri radoille. Isotooppien lisäksi voidaan äärittää alkuaineiden eri isotooppien esiintyisrunsaus. 9. a) Suoraan virtajohtieen, joka on kohtisuorasti agneettikenttää vastaan, kohdistuu agneettinen voia, jonka suuruus on F = IlB. Magneettivuon tiheys on B F Il 55N 4,0 A 0,045 0,3T. b) Jotta silukka jatkaisi eteneistä tasaisella nopeudella, Newtonin II lain ukaan on oltava F 0. Silukkaa on vedettävä voialla F, joka on yhtä suuri, utta vastakkaissuuntainen agneettisen voian F kanssa. Kun liikkeen suunta on positiivinen, skalaariyhtälöstä F F = 0 e saadaan F = F = IlB, jossa I on johtiessa kulkeva sähkövirta, e = lvb on silukan R lvb etureunaan indusoitunut jännite. Näin ollen silukassa kulkeva sähkövirta on I. R Liikkeen ylläpitäiseksi tarvittavan voian suuruus on 83
7 lvb l vb 0,060,0 / s 0,0T F IlB lb 58N. R R 5,0 Ω 0. a) Vaakakupissa olevan punnukseen kohdistuva paino pyrkii vääntäään vaa an vartta vinoon. Vaaka on tasapainoasennossa, kun varsi on vaakasuorassa asennossa. Silloin virtasilukkaan vaikuttavan agneettisen voian suunnan tulee olla alaspäin. (Silukan pystysuoriin osiin vaikuttava voia ei vaikuta vaa an lukeaan.) Oikean käden säännön avulla voidaan päätellä sähkövirran suunnan olevan silukassa yötäpäivään. b) d A d G F N Vaakasysteeiin vaikuttavat voiat ovat punnukseen kohdistuva paino G, vaa an akselin tukivoia N ja silukkaan kohdistuva agneettinen voia F. Vaaka on tasapainossa pyöriisen suhteen, kun oenttien sua akselin A suhteen on nolla eli M A 0. Kun oentin suunta vastapäivään on positiivinen, oenttiyhtälö saadaan uotoon Gd F d = 0 eli Gd = BIld, josta agneettivuon tiheys on 0,0065kg 9,8 g B s 9,7T. Il 0V 0,5 5,0Ω. a) Väärin. Aluiini ei ole diaagneettinen aine. Diaagneettiset aineet kylläkin heikentävät ulkoista agneettikenttää. Aluiini on paraagneettinen aine b) Tosi. Suprajohteille resistiivisyys on (likiain) nolla. Kun suprajohteeseen synnytetään sähkövirta, se kulkee häviöttöästi virtapiirissä eikä potentiaalin aleneista tapahdu. Tällöin ei tarvita jatkuvaa energiaa virran ylläpitäiseen. (Energiaa tarvitaan kylläkin suprajohteen alhaisen läpötilan ylläpitäiseen.) c) Tosi. Esierkiksi eltoraudalle suhteellinen pereabiliteetti on µ r Paraagneettisille aineille suhteellinen pereabiliteetti on suuruusluokkaa µ r.. Induktio liittyy kaikkiin uihin kohtiin paitsi kohtaan d). a) Kun kestoagneetti on putoaassa johdinsilukan läpi, silukka on vahvistuvassa agneettikentässä. Lenzin lain ukaan silukkaan indusoituu jännite. Induktiovirran suunta on sellainen, että se vastustaa ulkoista (vahvistuvaa) kenttää. Induktiovirran suunta näkyy kuvassa. Kun agneetti on pudonnut silukan läpi, induktiovirran suunta uuttuu vastakkaiseksi. 84
8 i b) Koska kääeillä on yhteinen rautasydän, ne ovat induktiivisesti kytketyt. Vaihtovirran vuoksi kääissä agneettivuo uuttuu jatkuvasti. Siksi kääiin indusoituu jatkuva (uuttuva) induktiojännite. c) Kun kääissä kulkee tasavirta, kääiin ei indusoidu jännitettä (eikä sähkövirtaa). Induktiojännite havaitaan ainoastaan sähkövirran kytkeis- ja katkaisuhetkellä. Virran kytkeishetkellä kääissä induktiovirran (i) suunta on kuvan ukainen. I i d) Hoogeenisessa agneettikentässä agneettivuon tiheys on vakio. Kun silukka on agneettikentässä paikallaan, agneettivuo sen läpi on vakio. Induktiota ei tapahdu. e) Kun agneettikenttä heikkenee, silukkaan indusoituu jännite. Lenzin lain ukaan induktiovirran suunta on sellainen, että se pyrkii vastustaaan ulkoista (heikkenevää) kenttää. Piirroksessa on yksi esierkkitapaus. i f) Kyseessä on kääin itseinduktio. Sen vuoksi sähkövirta ei kytkeydy virtapiiriin heti, vaan pienellä viiveellä. Saasta syystä sähkövirran katkeainen viivästyy piirissä. 3. a) Kaksi induktiivisesti kytkettyä kääiä uodostavat uuntajan. Yhteisellä rautasydäellä saadaan aikaan suuri keskinäisinduktanssi. Priäärikääiin syötetyn vaihtovirran synnyttää uuttuva agneettivuo indusoi sekundäärikääiin jännitteen, jonka suuruus riippuu kääien kierrosluvuista. b) Induktiojarru perustuu pyörrevirtojen syntyiseen. Magneetin napojen välissä pyörii etallinen pyörä. Pyörän eri osissa agneettivuo uuttuu jatkuvasti synnyttäen pyörrevirtoja. Näistä aiheutuu 85
9 Lenzin lain ukaisesti pyörän liikettä jarruttava voia, saalla ekaaninen energia uuntuu resistanssin vaikutuksesta pyörän sisäenergiaksi. c) Induktiouunissa käytetään hyväksi pyörrevirtojen läpövaikutusta. Sähköagneettien suurtaajuisilla agneettikentillä synnytetään sähköä johtavaan (kuuennettavaan) aineeseen pyörrevirtoja. Pyörrevirrat kuuentavat etallia Joulen lain ukaisesti teholla P = RI. 4. Yhtenäiseen johdekappaleeseen syntyy pyörrevirtoja, kun johdekappaleen läpäisevä agneettivuo uuttuu. Lenzin lain ukaisesti pyörrevirtojen suunta on sellainen, että syntyvien sähkövirtojen agneettiset vaikutukset pyrkivät kuoaaan uutoksen, joka aiheuttaa virrat. Magneettivuon vahvistuessa pyörrevirtojen synnyttää agneettikenttä on vastakkaissuuntainen vahvistuvan kentän suunnalle. Vastaavasti agneettivuon heikentyessä pyörrevirtojen synnyttään kentän suunta on saa kuin heikentyvän kentän suunta. Induktiovirtojen läpövaikutuksien teknisiä sovelluksia. * Pyörrevirtojen läpövaikutusta käytetään hyödyksi sulatettaessa induktiouuneissa etalleja. Sulatettavat etallikappaleet, esierkiksi rautarou, sijoitetaan läpöä kestävään eristeastiaan. Astian ypärillä on kääi. Kääissä kulkevan vaihtovirran taajuus on noin khz. Metalleissa syntyvät pyörrevirrat nostavat läpötilan etallin resistanssin takia sen sulaispisteeseen. * Induktioliesien keittolevyissä on kääit, joissa kulkevat vaihtovirrat synnyttävät pyörrevirtoja levyllä olevaan etallisen astian pohjaan. Kuuenevasta astiasta läpö siirtyy astiassa olevaan veteen tai ruokaan. Induktiovirtojen voiavaikutuksien teknisiä sovelluksia. *Junissa on kiskojen olein puolin pareittain asennettuja sähköagneetteja, joihin kytketään junaa jarrutettaessa sähkövirta. Tällöin agneettivuo läpäisee kiskon, joten junan liikkuessa kiskoihin indusoituu pyörrevirtoja. Kiskoissa kulkevat pyörrevirrat synnyttävät agneettisen voian, joka jarruttaa sähköagneettien ja saalla junan liikettä. *Kodeissa käytettävät sähkönkulutusittarit, kilowattituntiittarit toiivat induktiokytkiillä. Mittarin herkkäliikkeiseen akseliin on kiinnitetty yhtenäinen etallilevy, joka pyörii ulkoisen uuttuvan agneettikentän aiheuttaan vääntöoentin johdosta. Sähköverkkoa kuorittava vaihtovirta synnyttää ittarin aluiinilevyyn pyörrevirtoja, jotka pyrkivät pyörittäään levyä. Aluiinilevyn akseli on kytketty kierroslaskuriin ja ittarin näyttöön. * Pyörrevirtoja hyödynnetään yös autojen ja oottoripyörien nopeusittareissa estäään osoittien heilahtelua. * Tarkkojen vaakojen heilahtelua vaiennetaan induktiojarruilla, jolloin ne asettuvat ahdollisian nopeasti tasapainoaseaansa. Pyörrevirtojen teknisiä sovelluksia. * Metallinilaisien toiinta perustuu pyörrevirtojen syntyiseen. 86
10 Kääissä kulkee vaihtovirta. Kun etalliesine M on ilaisien lähellä kääin uuttuvassa agneettikentässä, etalliesineeseen M indusoituu pyörrevirtoja. Metalliesineen M pyörrevirtojen aikaansaaa uuttuva agneettivuo kulkee osittain kääin läpi ja siihen indusoituu jännite. Ilaisien korkeataajuinen lähetin kytkeytyy induktiivisesti havaittavan etalliesineen kanssa. Metalliesine aiheuttaa ilaisiessa energiahäviön, ja ilaisin hälyttää. Millivolttiittari ilaisee kääiin indusoituneen jännitteen. Kun etallinilaisien lähistöllä ei ole etalliesineitä, kääiin ei indusoidu jännitettä, koska kääin vaihtovirran synnyttään agneettikentän uuttuva agneettivuo kääin läpi on nolla systeein geoetriasta johtuen. Induktiojännite kääissä on sitä suurepi, itä voiakkaapia etalliesineeseen syntyvät pyörrevirrat ovat. Pyörrevirrat ovat taas sitä voiakkaapia, itä parepi etallin sähkönjohtavuus on tai itä eneän etallia on. * Liikennevalojen vaihtuisessa ja liikennelaskennassa hyödynnetään pyörrevirtoja. Induktiosilukka, jonka avulla liikkuva auto havaitaan, voi olla tien pinnan alla tai tien sivussa. * Metallin rakennevikojen etsiiseen käytetään pyörrevirtoja. Jos esierkiksi suihkuturbiinin roottorin lavassa on hiushalkeaia, pyörrevirrat ovat heikopia kuin ehjässä lavassa. 5. Raketin siivenkärkien välille indusoituva jännite on elvbsin / s μtsin65 0,3V. 6. a) Kääit ja ovat induktiivisesti kytkettyjä. Kun kytkin suljetaan, piirin kasvava sähkövirta synnyttää kasvavan agneettivuon kääiin. Syntyy induktiojännite ja induktiovirta, jonka apeeriittari osoittaa. b) Silukan ennessä kenttään agneettivuon uutos ja induktiovirta ovat vakioita, saoin silukan tullessa pois kentästä. Kun silukka on kentässä, induktiovirtaa ei synny, koska agneettivuo ei uutu. Kuvassa on esitetty silukassa kulkeva sähkövirta ajan funktiona. I t c) Kun sauvaagneetti putoaa kohti silukkaa, alaspäin suuntautuva agneettivuon tiheys silukan sisällä kasvaa. Silukkaan syntyvä sähkövirta synnyttää vastakkaissuuntaisen, ylöspäin suuntautuvan agneettivuon tiheyden. Virran suunta silukan etureunassa on oikealle. 7. Kääiin johdettu sähkövirta aiheuttaa kääiin itseinduktiojännitteen riippuu kääin induktanssista ja virran uutosnopeudesta. Aikavälillä 0,0 s 0,00 s jännite on I 3,0 A 0,0 A el 38 H V. t 0,00s0,0s I el, jonka suuruus t 87
11 Aikavälillä 0,00 s 0,050 s jännite on I 0,0A 0,0A el 38H 0V. t 0,050s 0,00s Aikavälillä 0,050 s 0,070 s jännite on I 0,0 A 3,0 A el 38H 5,7 V. t 0,070s 0,050s Kääiin indusoitunut jännite (t,e)-koordinaatistossa: V 8 6 5,7 4 e ,00 0,040 0,060 0,080 s t 8. Indusoitunut jännite on el, joten jännite on suoraan verrannollinen agneettivuon t uutosnopeuteen. Koska vuon uutosnopeus on vakio, jännite on vakio, ja jos vuo ei uutu, jännite on nolla. Jos indusoitunut sähkövirta on i, teho on teho on positiivinen. 0 e P ei, joten se on nolla, jos jännite on nolla. Muuten R Silukkaan indusoitunut jännite ja teho ajan funktiona: e P t t 88
12 9. a) Kun kytkin S suljetaan, virtapiirissä alkaa kulkea sähkövirta yötäpäivään (etallitangossa ylhäältä alas). Sähkövirran suuruus on E,0V I,4A. R 5,0Ω Tällöin agneettikenttä vaikuttaa johtieen voialla F ILB,4 A 0,5,4T 0,84 N. Voian suunta päätellään oikean käden säännöstä, se on kuvassa oikealle. Tangon kiihtyvyys on F 0,84 N 4,/s a oikealle. 0,0 kg b) Kun tanko liikkuu (kuvassa oikealle), sen rajaaan silukan pinta-ala kasvaa ja agneettivuo Φ kasvaa. Olkoon tangon siirtyä oikealle x. Silukkaan indusoituu jännite BA BLx e BLv, t t t joka on vastakkaissuuntainen lähdejännitteelle. Tankoon vaikuttaa vain agneettinen voia, jonka suuruus on F = ILB, issä I on tangossa kulkeva sähkövirta. Kun tanko liikkuu vakionopeudella, Newtonin II lain perusteella tankoon vaikuttavien voiien sua on nolla: näin ollen agneettinen voia on nolla, saoin sähkövirta. Koska sähkövirta ei kulje, tangon päiden välinen jännite on yös nolla, eli induktiojännite on itseisarvoltaan yhtä suuri kuin lähdejännite. Tällöin tangon nopeuden itseisarvo on e E,0V v 34/s. BL BL,4T 0, a) Induktiolieden sisällä on kääi, jossa kulkee vaihtovirta. Kun liedellä on etallipohjainen kattila, tähän indusoituu jatkuvasti uuttuvan agneettikentän vuoksi pyörrevirtoja. Pyörrevirtojen takia kattila (ja siinä oleva ruoka) kuuenee. Jos astia ei ole etallinen, pyörrevirtoja ei synny. Siksi lasisessa vuoassa olevan piirakan sulaista ei voi nopeuttaa induktioliedellä. b) Annetusta kuvaajasta voidaan päätellä seuraavaa: Ajanhetkeen t = 0,47 s asti sähkövirta ei kulje, eikä kääiin indusoidu jännitettä. Aikavälillä 0,47 s 0,65 s sähkövirta kasvaa, joten tällä aikavälillä kääissä havaitaan induktiojännite. Koska virta kasvaa, kääin agneettikenttä vahvistuu. Lenzin lain ukaan kääiin indusoituu jännite, joka vastustaa tätä uutosta. Siksi induktiojännite on negatiivinen. Aikavälillä 0,65 s 0,68 s sähkövirta on vakio, eikä induktiota tapahdu. Kun sähkövirta pienenee aikavälillä 0,68 s 0,8 s, kääiin indusoituu positiivinen jännite. Hetken t = 0,8 s jälkeen sähkövirta on nolla, eikä induktiota tapahdu. ( BA) Kääiin indusoituva jännite saadaan yhtälöstä e N N. t t Kyseisessä ittauksessa kääiin indusoituneen jännitteen uutokset johtuvat agneettivuon uutoksista, ts. sähkövirran uutoksista (kääin kierrosluku ja pinta-ala ovat vakioita). Tarkepi uoto induktiojännitteen kuvaajalle saadaan tarkastelealla virran kuvaajan uuttuisnopeutta eli derivaattaa. Induktiojännitteellä on aksiit ajanhetkillä t = 0,5 s ja t = 0,77 s, koska tällöin sähkövirran uutosnopeus on suurin (kuvaaja on jyrkin). 89
13 Koska tehtävässä ei ole ainittu tietoja kääeistä (kierrosluvut, induktanssit y.) induktiojännitteen arvojen laskeinen ei ole ahdollista. Induktiojännitteen kuvaaja ajan funktiona on pääpiirteissään seuraava: jännite (V) 0 0,5 0,6 0,7 0,8 aika (s) 3. a) Kääin itseinduktio hidastaa sähkövirran kasvua. Näin sähkövirta ei heti kasva suuripaan arvoonsa. b) Tien asfalttipinnan alle on upotettuna 3 4 johdinsilukkaa eli kääi, jossa kulkee sähkövirta. Kun auto saapuu tienpinnan alle upotetun johdinsilukan (kääin) päälle, kääi ikään kuin saa "rautasydäen". Tällöin kääin induktanssi uuttuu, ja induktanssin uutos voidaan itata. 3. a) Kun kääiin kytketään jännite, sen läpi alkaa kulkea sähkövirta. Kääin läpäisevä agneettivuo kasvaa virran kasvaessa. Magneettivuon kasvu saa aikaan jännitelähteen jännitteelle vastakkaissuuntaisen jännitteen (Lenzin laki). Kyseessä on itseinduktioiliö. Itseinduktio hidastaa sähkövirran kasvua kääissä. b) Kuvaajasta nähdään, että sähkövirran arvoksi tulee itseinduktion päätyttyä Iax, 6 A. Käytetyn virta-anturin sisäinen resistanssi on hyvin pieni. Suljetussa virtapiirissä on vastuksena vain kääi, joten Ohin lain ukaan on E RI. Kääin resistanssi on E 7,5 V R 4,6875 4,7. I,6 A ax ax c) Kuvaajasta nähdään, että hetkellä t = 0 s sähkövirta on I =, A. Sähkövirta on kasvaassa, joten Lenzin lain ukaan kääin itseinduktiojännite vastustaa sähkövirran kasvua. Sähkövirran uutosnopeus saadaan kuvaajasta kohtaan t = 0 s piirretyn tangentin fysikaalisena I, A A kulakertoiena: 55. t 0,00 s s 90
14 ,8,6,4 sähkövirta (A),,0 0,8 0,6 Δt = 0,00 ss ΔI =, A 0,4 0, 0,0 0,00 0,0 0,0 0,03 aika (s) 0,04 0,05 0,06 Kääin päiden välinen jännite U on kääin johtien resistanssin aiheuttaan jännitehäviön I UR RI ja kääin induktiojännitteen UL L sua eli U UR UL. Kirchhoffin II lain t ukaan jännitelähteen lähdejännite on E U UR UL. Induktiojännite on UL EUR ERI 7,5 V 4,6875, A,875 V,9 V. I U,875 V Yhtälöstä UL L kääin induktanssi on L L 34 H. t I 55 A/s t 33. Sähkövirran uutos kääissä on I 0,0A,6A 650A/s. t 0,0040s I Kääiin indusoituva jännite on e L, josta saadaan kääin induktanssiksi t e 3,8V L 5,8465 H. I 650 A/s t Magneettikenttään oli aluksi varastoitunut energiaa 0, H (,6 A) LI 0 J. E 34. a) Kääiin indusoituu jännite aina, kun kääin läpäisevä agneettivuo uuttuu. Sauvaagneetin kenttä pysyy saanlaisena, utta agneetin liike (pyöriinen) aiheuttaa agneettivuon uutoksen kääin sisällä. Kun agneetti pyörii keskellä kääiä, pyöriisliike on säännöllistä ja jaksollista. Saalla kääin läpäisevä agneettivuo uuttuu jaksollisesti. Pyörivän agneetin synnyttää jännite on jaksollista ja siniuotoista. Magneetin nostainen yleäs heikentää induktiojännitettä. Magneetin siirtäinen sivuun (pois kääin keskeltä) tekee agneettivuon uutoksista epäsäännöllisiä. Kääiin indusoituu edelleen jännite, utta se ei ole enää siniuotoista. 9
15 u0 400 V b) Jännitteen huippuarvo on u0 400 V ja tehollinen arvo U 80 V. Vaihtojännitteen jaksonaika on T 0s ja taajuus f 00Hz. T 0,00s 35. a) Piirissä on vain kääi, jonka resistanssi on vähäinen, joten piirin ipedanssi Z on likiain yhtä suuri kuin kääin induktiivinen reaktanssi: Z XL LπfLπ 50 0,0 H 6, s U b) Kääissä kulkevan sähkövirran tehollinen arvo on I. Koska piirissä on vain induktiivista Z reaktanssia, ipedanssi on Z = X L. Sähkövirran tehollinen arvo on U 0,0V I 0,59550 A 0,6 A. X 6,8385 L c) Oletetaan, että jännite on siniuotoisesti uuttuvaa, jolloin sähkövirran huippuarvo on i0 I 0,59550 A 0,3A. 36. a) Ohin lain yleinen uoto on U ZI, jossa Z on vaihtovirtapiirin ipedanssi. Yleisittarit U 5 V iloittavat teholliset arvot U ja I. Piirin ipedanssi on Z 0. I 0,0 A b) Kaikki kole suuretta kuvaavat koponentin, virtapiirin tai laitteen kykyä vastustaa sähkövirran kulkua. Resistanssia R tarkoittaa vastuksen kykyä vastustaa sekä tasavirtaa että vaihtovirtaa. Ipedanssi Z kuvaa virtapiirin kykyä vastustaa vaihtovirran kulkua. Jos vaihtovirtapiirissä on vain vastus (tai vastuksia), ipedanssi tarkoittaa saaa kuin resistanssi. Jos kyseessä on RCL-piiri, ipedanssi koostuu jokaisen koponentin sähkövirtaa vastustavasta tekijästä. Vaihe-eroista johtuen tekijöitä ei voi vain suata yhteen. Kapasitiivinen reaktanssi X C on kääntäen verrannollinen taajuuteen ja kondensaattorin πfc kapasitanssiin, ja se kuvaa kondensaattorin kykyä vastustaa vaihtovirran kulkua. Induktiivinen reaktanssi X L = fl on suoraan verrannollinen vaihtovirtapiirin taajuuteen ja kääin induktanssiin, ja se kääin kykyä vastustaa vaihtovirran kulkua. RCL-piirin ipedanssin yhtälö on Z R ( X L X C ). Suuretta X L X C (= X) sanotaan reaktanssiksi. Kaikkien näiden suureiden yksikkö on Ω. 37. Kääiin indusoituva jännite on e = e 0 sin = NABsint, ja jännitteen huippuarvo on 4 e0 NAB 50,30T ,075V 0V. Jännitteen tehollinen arvo on s e0 0,075V U 4V. 38. a) Kun vastus on kytketty vaihtojännitelähteeseen, jännitehäviö ja sähkövirta ovat saassa vaiheessa ja vaihe-ero φ = 0. 9
16 b) Kääissä tapahtuvan itseinduktion vuoksi sähkövirta jää jännitehäviöstä jälkeen. Ideaaliselle kääille vaihe-ero on +90. Ideaalisella kääillä ei ole resistanssia. c) Kondensaattorilla vaihe-ero on 90. Tää johtuu kondensaattorin latautuisesta. Sähkövirta on suurin, kun kondensaattorin jännitehäviö on nolla. Sähkövirta pienenee, kun kondensaattorin jännitehäviö kasvaa. Siksi sähkövirta on jännitehäviötä edellä. d) Todellisilla kääeillä on johdinateriaalista johtuen aina resistanssia. Resistanssin vuoksi kääissä vaihe-ero on 0 < φ < Kuvaajan perusteella sähkövirran jaksonaika on 60 s ja huippuarvo i A. Jännitehäviön huippuarvo on u0 Zi0 75 0,400 A 70 V. Koska vaihe-ero on 0,54 rad, 0,54rad jännitehäviö on sähkövirtaa edellä ajallisesti 60s 5,0s verran. Jännitehäviön π rad huippuarvo 70 V on hetkillä 0 s, 40 s ja 70 s. Jännitehäviön jaksonaika on saa kuin sähkövirran eli 60 s a) ) Kääin induktiivinen reaktanssi on X L fl. Jos induktanssi X L uuttuu kaksinkertaiseksi, induktiivinen reaktanssi on X L = f L = fl = X L, joten induktiivinen reaktanssi kaksinkertaistuu. ) Jos vaihtovirran taajuus f kaksinkertaistuu, induktiivinen reaktanssi on X L3 = fl = fl = X L, joten induktiivinen reaktanssi kaksinkertaistuu. b) Kääin induktiivinen reaktanssi on XL πflπ 50 0,5H 79Ω. s U 4. Kääissä kulkeva tehollinen sähkövirta on I. Vaihtovirtapiirin ipedanssi on Z Z R ( XL XC). Piirissä ei ole kondensaattoria, ja resistanssi on pieni (R 0), joten ipedanssi on 93
17 Z X X X fl. 0 ( L 0) L L Sähkövirran tehollinen arvo on U 5V I 0, A. πfl π 50 0,H s 4. Piirin ipedanssi on Z R XL XC , Napajännitteen tehollinen arvo on U ZI 543,067 0,0500 A 7 V. 43. a) Koska piirissä on vain kääi, jolla on resistanssia ja induktiivista reaktanssia, piirin ipedanssi on Z R X X R X, josta kääin induktiivinen reaktanssi on L C L L X Z R b) Induktioiliö vastustaa ja siten hidastaa sähkövirran uutosta kääissä, jolloin virta jää jännitehäviön jälkeen. Jos lähdejännite uuttuu niin, että kääin läpi kulkeva sähkövirta kasvaa, kääin ypärille syntyy agneettikenttä, johon varastoituu energiaa. Magneettikentän energia on aksiissaan, kun sähkövirta on saavuttanut aksiiarvonsa. Jos lähdejännite uuttuu niin, että sähkövirta pienenee, induktiojännitteen napaisuus on saa kuin lähdejännitteen napaisuus. Kun sähkövirta pienenee, kääiin varastoitunut agneettikentän energia palautuu virtapiiriin. Energian varastoituinen agneettikentän energiaksi tai sen vapautuinen vie aikaa. Näistä syistä sähkövirta jää kääissä jännitehäviön jälkeen. c) Kun varaaaton kondensaattori kytketään jännitelähteen napoihin, kondensaattorin levyt alkavat varautua. Sähköinen voia tekee työtä siirtäessään elektroneja kohti kondensaattorin negatiivista levyä. Lopulta jännitelähteen ja kondensaattorin saanerkkiset navat ovat saassa potentiaalissa. Silloin sähkövirta on nolla ja jännitehäviö saavuttanut suurian arvonsa. Energian varastoituinen elektronien potentiaalienergiksi eli kondensaattorin sähkökentän energiaksi vie aikaa. Saoin elektronien potentiaalienergian vapautuinen virtapiirin energiaksi vie aikaa. Näistä syistä kondensaattorissa sähkövirta on jännitehäviön edellä. 44. Veden kiehuispiste on 00 C, joten vesi kuuenee läpötilavälin 00 C C = 88 C. Läpötilaväli celsiusasteina ja kelvineinä on yhtä suuri, joten T = 88 K. Vedenkeittien vastuksen vedelle aikavälillä t luovuttaa energia on Q vastus = Pt. Veden vastaanottaa energia on Q vesi = ct. Sähkövastuksen vedelle luovuttaa energia on yhtä suuri kuin veden vastaanottaa energia, joten Pt = ct. Kuuentaiseen kuluva aika on ct 4,9 kj/(kg K) 0,75 kg 88 K t 43,3665 s P 0,9, kw in 0 s (eli,4 in). 94
18 u0 45. a) Jännitteen tehollinen arvo on U, jossa u0 Ri0. Sähkövirran tehollinen arvo on i0 I. Sähkövirta läittää vastusta keskiääräisellä teholla u i Ri i PUI Ri0 35 6,A 670 W. u0 b) Pistorasian tehollinen jännite on U, josta huippujännite on u0 U 30 V 330 V.. c) Kolivaihegeneraattorissa synnytetään yhtaikaisesti kolea vaihtojännitettä. Näillä on kaikilla saa huippuarvo 30 V ja niiden väliset vaihe-erot ovat 0. Kuluttajalle kolivaihevirta johdetaan yhden nollajohtien ja kolen vaihejohtien avulla. Vaihejohtiien välinen tehollinen jännite on 400 V. Tähän jännitteeseen kytketyt suuritehoiset laitteet (kuten liesi ja kiuas) toiivat ns. voiavirralla. Laite kuorittaa tasaisesti kaikkia kolea vaihejohdinta. U N 46. a) Muuntajassa ensiö- ja toisiopuolen jännitteiden suhde on, josta toisiojännite on U N U UN 30V 6,V. N 00 N 00 b) Toisiopuolen sähkövirta on I I I 00I, joten sähkövirta tulee hyvin suureksi. N 6 Energiaa uuntuu läöksi likiain teholla P RI. Rautanaula alkaa hehkua ja sulaa poikki. Huoaa, että sähkövirta ei todellisuudessa kasva 00-kertaiseksi uuntajan energiahäviöiden takia. Katso seuraava tehtävä. 47. a) Kuparihäviö on johdinateriaalin tehohäviö, joka saadaan pieneksi, kun valitaan johdin, jonka resistanssi on pieni. Resistanssiin vaikuttavat johtien paksuus, pituus ja ateriaali. Paksun johtien resistanssi on pienepi kuin ohuen. Esierkiksi aluiinin ja kuparin resistiivisyys on pieni. Rautahäviö on uuntajan rautasydäessä tapahtuva tehohäviö. Rautasydäeen uodostuu pyörrevirtoja. Pyörrevirtoja saadaan pienennettyä, kun rautasydän valistetaan ohuista liuskoista. b) Rautasydäeen indusoituvat pyörrevirrat kuuentavat sydäntä ja aiheuttavat tehohäviöitä. Ohuista liuskoista valistettuun rautasydäeen indusoituu väheän pyörrevirtoja ja sydän kuuenee väheän. 95
19 48. a) Pitkien atkojen sähkönsiirto tapahtuu korkeajännitteellä 0 kv tai 400 kv. Korkeajännitteen käyttö pienentää energiahäviöitä eli tekee toiinnasta kannattavapaa. Lyhyeissä paikallisverkoissa käytetään 0 kv tai 0 kv jännitettä. Kuluttajalle turvallisuussyistä sopivapi jännite on 30 V tai 400 V. Lisäksi uuntajia tarvitaan vielä kotitalouksissa useiden sähkölaitteiden käyttöjännitteen alentaiseen verkkojännitteestä sopivaksi. 49. RCL-piiriin kytketään vaihtojännitelähteen kanssa sarjaan vastus, kondensaattori ja kääi sekä herkkä virtaittari. Kun jännitteen taajuutta uutetaan (napajännite pidetään vakiona), havaitaan sähkövirran uuttuinen. Tää johtuu ipedanssin uuttuisesta. Resonanssitilanteessa havaitaan sähkövirran aksii taajuudella f0. Resonanssi johtuu siitä, että piirin π LC ipedanssi on pienin ahdollinen. Tällöin kääin induktiivinen reaktanssi ja kondensaattorin kapasitiivinen reaktanssi ovat yhtä suuret. Piirin pienin ipedanssi on Z R ( X L X C ) R 0 R. 50. Radiokanavaa kuunneltaessa värähtelypiirin resonanssitaajuus on f0 LC induktanssi on L 0,098 H. πf 0 C 6 5 π 89,90 30 F s, josta 5. a) Kun kondensaattori on ladattu, sen sähkökenttään on varastoitunut energiaa 7 E CU 6900 F(48V) 7,9490 Kun kytkien asentoa uutetaan, syntyy suljettu värähtelypiiri. Piirissä alkaa kulkea sähkövirta ja kondensaattorin sähkökentän energiaa uuttuu kääin agneettikentän energiaksi (ja päinvastoin). b) Mikäli johtiissa ei tapahdu häviöitä, kääin agneettikenttään voi aksiissaan varastoitua energiaa 7 E 7,9490 J LI Sähkövirran suurin arvo on. J. I E L 7 7,9490 J 6 50 H 50 A. c) Suljetun värähtelypiirin resonanssitaajuus on 96
20 f 0,MHz. 6 π LC π 50 H 6900 F Piiri lähettää sähköagneettisia radioaaltoja, joiden taajuus on f 0. Näiden aaltojen aallonpituus on f v 8,9980 /s 50. 6,0 Hz 5. a) Yksinkertainen värähtelypiiri on suora johdin, jolla on tietty induktanssi ja kapasitanssi. Suoran johtien uodostaaa värähtelypiiriä kutsutaan dipoliantenniksi. Dipoliantennin ypärillä vuorottelevat sähkö- ja agneettikenttä. Nää kentät etenevät antennista ypäristöön sähköagneettisena aaltoliikkeenä valon nopeudella. Dipoliantennin päissä jännite on suuriillaan. Dipoliantenni ottaa silloin vastaan säteilyä resonanssitaajuudellaan ulkoiselta värähtelypiiriltä ja antennissa on seisova aaltoliike. Sähkövirran kupukohta on antennin keskellä ja solut päissä. Jännitteen solukohta taas on antennin keskellä ja kupukohdat päissä. Antennista lähtevät radioaallot ovat poikittaista aaltoliikettä. Lähetinantennin pituus äärää lähetettävän radioaallon aallonpituuden. Radioaaltojen pituus on l, jossa l on antennin pituus. Vastaanotinantennin ihanteellinen pituus on yhtä suuri kuin puolet vastaanotettavan aallon pituudesta. Käytännössä antenni toiii tietyllä aallonpituusvälillä. Ks. tarkein vielä s. 56. b) Antennin pituus on v l f 8,9980 /s, ,70 Hz c) Radiokanavat lähettävät ohjelaa tietyllä taajuudella. Radio voidaan virittää vastaanottaaan tiettyä lähetystä joko uuttaalla antennin pituutta sopivaksi tai uuttaalla antenniin kuuluvan säätökondensaattorin kapasitanssia siten, että antennin resonanssitaajuus vastaa lähetyksen taajuutta. 53. a) Sähköagneettisen värähtelypiirin taajuus on f 0. π LC Koska taajuuden f 0 ja jaksonajan T välillä on riippuvuus f 0, saadaan yhtälö T. π LC T Ratkaistaan tästä yhtälöstä kondensaattorin kapasitanssi C: ( ) π LC T 4π LC T 4π LC T : 4π L T C. 4π L 97
21 Kuvaajan perusteella jaksonaika on T,5 s. Kondensaattorin kapasitanssi on T (0,005s) C μf. 4π L 4π 0,007 H b) Koska piirin resistanssi on pieni, värähtelyn energia säilyy ja LI CU ax, josta saadaan kondensaattorin läpilyöntijännitteen iniiarvoksi U LI C ax 0,007H (0,33A) 6,99 0 F 6,0V. 54. Kääissä K kulkeva sähkövirta synnyttää agneettikentän, joka kulkee ainakin osittain kääin K läpi. K K Oikean käden säännön ukaisesti agneettivuon tiheys kääien sisällä suuntautuu vasealta oikealle ja pienenee, koska sähkövirta kääissä K pienenee. Lenzin lain ukaan kääiin K indusoituu sähkövirta. Se synnyttää agneettikentän, joka pyrkii estäään vuon pieneneistä, joten ko. indusoituneen kentän suunta on oikealle.oikean käden säännön perusteella induktiovirran suunta on vastuksessa R oikealta vasealle. I Induktiojännite on e M, joten induktiovirta on t I I M 3 e,5 0 H 0,30 A,8A t MI R R Rt 40,90s 0,7 A. 98
Sähköstatiikka ja magnetismi Sähkömagneetinen induktio
Sähköstatiikka ja magnetismi Sähkömagneetinen induktio Antti Haarto.05.013 Magneettivuo Magneettivuo Φ on magneettivuon tiheyden B ja sen läpäisemän pinta-alavektorin A pistetulo Φ B A BAcosθ missä θ on
Lisätiedot- Kahden suoran johtimen välinen magneettinen vuorovaikutus I 1 I 2 I 1 I 2. F= l (Ampèren laki, MAOL s. 124(119) Ampeerin määritelmä (MAOL s.
7. KSS: Sähkömagnetismi (FOTON 7: PÄÄKOHDAT). MAGNETSM Magneettiset vuoovaikutukset, Magneettikenttä B = magneettivuon tiheys (yksikkö: T = Vs/m ), MAO s. 67, Fm (magneettikenttää kuvaava vektoisuue; itseisavona
Lisätiedot4. SÄHKÖMAGNEETTINEN INDUKTIO
4. SÄHKÖMAGNEETTINEN INDUKTIO Magneettivuo Magneettivuo Φ määritellään vastaavalla tavalla kuin sähkövuo Ψ Magneettivuo Φ on magneettivuon tiheyden B ja sen läpäisemän pinta-alan A pistetulo Φ= B A= BAcosθ
LisätiedotMAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2011
MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 0 Tyypillisten virheiden aiheuttaia pisteenetyksiä (6 pisteen skaalassa): - pieni laskuvirhe -/3 p - laskuvirhe, epäielekäs tulos, vähintään - - vastauksessa yksi erkitsevä
LisätiedotRATKAISUT: 18. Sähkökenttä
Physica 9 1. painos 1(7) : 18.1. a) Sähkökenttä on alue, jonka jokaisessa kohdassa varattuun hiukkaseen vaikuttaa sähköinen voia. b) Potentiaali on sähkökenttää kuvaava suure, joka on ääritelty niin, että
LisätiedotRATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi
Physica 9. painos (0) RATKAST. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi RATKAST:. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi. a) Vaihtovirran tehollinen arvo on yhtä suuri kuin sellaisen tasavirran arvo, joka tuottaa vastuksessa
LisätiedotLämpöoppia. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi
Läpöoppia Haarto & Karhunen Läpötila Läpötila suuren atoi- tai olekyylijoukon oinaisuus Liittyy kiinteillä aineilla aineen atoeiden läpöliikkeeseen (värähtelyyn) ja nesteillä ja kaasuilla liikkeisiin Atoien
LisätiedotRATKAISUT: 21. Induktio
Physica 9 2. painos 1(6) ATKAISUT ATKAISUT: 21.1 a) Kun magneettienttä muuttuu johdinsilmuan sisällä, johdinsilmuaan indusoituu lähdejännite. Tätä ilmiötä utsutaan indutiosi. b) Lenzin lai: Indutioilmiön
LisätiedotMagneettinen energia
Luku 11 Magneettinen energia 11.1 Kelojen varastoima energia Sähköstatiikan yhteydessä havaittiin, että kondensaattori kykenee varastoimaan sähköstaattista energiaa. astaavalla tavalla kela, jossa kulkee
LisätiedotSähkömagnetismi. s. 24. t. 1-11. 24. syyskuuta 2013 22:01. FY7 Sivu 1
FY7 Sivu 1 Sähkömagnetismi 24. syyskuuta 2013 22:01 s. 24. t. 1-11. FY7 Sivu 2 FY7-muistiinpanot 9. lokakuuta 2013 14:18 FY7 Sivu 3 Magneettivuo (32) 9. lokakuuta 2013 14:18 Pinta-alan Webber FY7 Sivu
LisätiedotFaradayn laki ja sähkömagneettinen induktio
Faradayn laki ja sähkömagneettinen induktio Haarto & Karhunen Magneettivuo Magneettivuo Φ määritellään magneettivuon tiheyden B ja sen läpäisemän pinta-alavektorin A pistetuloksi Φ B A BAcos Acosθ θ θ
LisätiedotFYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto
FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT Työn tavoitteet o Havainnollistaa vaihtovirtapiirien toimintaa o Syventää ymmärtämystä aiheeseen liittyvästä fysiikasta 1 Johdanto Tasavirta oli 1900 luvun alussa kilpaileva
LisätiedotSähköstatiikka ja magnetismi
Sähköstatiikka ja magnetismi Johdatus magnetismiin Antti Haarto 19.11.2012 Magneettikenttä Sähkövaraus aiheuttaa ympärilleen sähkökentän Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen myös magneettikentän
LisätiedotAiheena tänään. Virtasilmukka magneettikentässä Sähkömagneettinen induktio. Vaihtovirtageneraattorin toimintaperiaate Itseinduktio
Sähkömagnetismi 2 Aiheena tänään Virtasilmukka magneettikentässä Sähkömagneettinen induktio Vaihtovirtageneraattorin toimintaperiaate Itseinduktio Käämiin vaikuttava momentti Magneettikentässä olevaan
LisätiedotVIRTAPIIRILASKUT II Tarkastellaan sinimuotoista vaihtojännitettä ja vaihtovirtaa;
VITAPIIIASKUT II Tarkastellaan sinimutista vaihtjännitettä ja vaihtvirtaa; u sin π ft ja i sin π ft sekä vaihtvirtapiiriä, jssa n sarjaan kytkettyinä vastus, käämi ja kndensaattri (-piiri) ulkisen vastuksen
LisätiedotKondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri)
Kondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri) Virta alkaa kulkea, kondensaattori varautua, vastustaa yhä enemmän virran kulkua I Kirchhoffin lait ovat hyvä idea 1. Homogeeniyhtälön yleinen ratkaisu: 2.
LisätiedotFYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa
FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT Työn tavoitteita o Havainnollistaa vaihtovirtapiirien toimintaa o Syventää ymmärtämystä aiheeseen liittyvästä fysiikasta 1 Johdanto Tasavirta oli 1900 luvun alussa kilpaileva
Lisätiedot2.5 Liikeyhtälö F 3 F 1 F 2
Tässä kappaleessa esittelen erilaisia tapoja, joilla voiat vaikuttavat kappaleen liikkeeseen. Varsinainen kappaleen pääteea on assan liikeyhtälön laatiinen, kun assaan vaikuttavat voiat tunnetaan. Sitä
LisätiedotMittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014
Mittalaitetekniikka NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014 1 1. VAIHTOSÄHKÖ, PERUSKÄSITTEITÄ AC = Alternating current Jatkossa puhutaan vaihtojännitteestä. Yhtä hyvin voitaisiin tarkastella
LisätiedotMAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2007
MAOL-Pisteityshjeet Fysiikka kevät 007 Tyypillisten virheiden aiheuttaia pisteenetyksiä (6 pisteen skaalassa): - pieni laskuvirhe -/3 p - laskuvirhe, epäielekäs tuls, vähintään - - vastauksessa yksi erkitsevä
LisätiedotMagneettikentät. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi
Magneettikentät Haarto & Karhunen Magneettikenttä Sähkövaraus aiheuttaa ympärilleen sähkökentän Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen myös magneettikentän Magneettikenttä aiheuttaa voiman liikkuvaan
LisätiedotTyö 31A VAIHTOVIRTAPIIRI. Pari 1. Jonas Alam Antti Tenhiälä
Työ 3A VAIHTOVIRTAPIIRI Pari Jonas Alam Antti Tenhiälä Selostuksen laati: Jonas Alam Mittaukset tehty: 0.3.000 Selostus jätetty: 7.3.000 . Johdanto Tasavirtapiirissä sähkövirta ja jännite käyttäytyvät
LisätiedotDiplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2013 Insinöörivalinnan fysiikan koe 29.5.2013, malliratkaisut
A1 Ampumahiihtäjä ampuu luodin vaakasuoraan kohti maalitaulun keskipistettä. Luodin lähtönopeus on v 0 = 445 m/s ja etäisyys maalitauluun s = 50,0 m. a) Kuinka pitkä on luodin lentoaika? b) Kuinka kauaksi
LisätiedotSähkömagneettinen induktio
Luku 7 Sähkömagneettinen induktio Oppimateriaali RMC luku 11 ja CL 8.1; esitiedot KSII luku 5. Toistaiseksi olemme tarkastelleet vain ajasta riippumattomia kenttiä. Ne voi mainiosti kuvitella kenttäviivojen
LisätiedotCoulombin laki. Sähkökentän E voimakkuus E = F q
Coulombin laki Kahden pistemäisen varatun hiukkasen välinen sähköinen voima F on suoraan verrannollinen varausten Q 1 ja Q 2 tuloon ja kääntäen verrannollinen etäisyyden r neliöön F = k Q 1Q 2 r 2, k =
LisätiedotElektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus
Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Antti Karjalainen, PRK 30.10.2014 Komponenttien esittelytaktiikka Toiminta, (Teoria), Käyttö jännite, virta, teho, taajuus, impedanssi ja näiden yksiköt:
LisätiedotSähkömagneettinen induktio
Luku 7 Sähkömagneettinen induktio Toistaiseksi on tarkasteltu vain ajasta riippumattomia kenttiä. Ne voi mainiosti kuvitella kenttäviivojen avulla, joten emme ole törmänneet mihinkään, mikä puolustaisi
Lisätiedota) Oletetaan, että happi on ideaalikaasu. Säiliön seinämiin osuvien hiukkasten lukumäärä saadaan molekyylivuon lausekkeesta = kaava (1p) dta n =
S-, ysiikka III (S) välikoe 7000 Laske nopeuden itseisarvon keskiarvo v ja nopeuden neliöllinen keskiarvo v rs seuraaville 6 olekyylien nopeusjakauille: a) kaikkien vauhti 0 / s, b) kolen vauhti / s ja
LisätiedotMagneettikenttä. Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän
3. MAGNEETTIKENTTÄ Magneettikenttä Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän Havaittuja magneettisia perusilmiöitä: Riippumatta magneetin muodosta, sillä on aina
LisätiedotLuku 7 Lenzin laki kertoo induktioilmiön suunnan
Physica 7 Opettajan OPAS 0(9) Luku 7 Lenzin laki kertoo induktioilmiön suunnan 0. Sähkövirran kytkemisen jälkeen virtapiirin sähkövirta kasvaa pienen hetken maksimiarvoonsa. Sähkövirta synnyttää kasvavan
LisätiedotSÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI. NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013
SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013 1. RESISTANSSI Resistanssi kuvaa komponentin tms. kykyä vastustaa sähkövirran kulkua Johtimen tai komponentin jännite on verrannollinen
LisätiedotKondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri)
Kondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri) Virta alkaa kulkea, kondensaattori varautua, vastustaa yhä enemmän virran kulkua I Kirchhoffin lait ovat hyvä idea 1. Homogeeniyhtälön yleinen ratkaisu: 2.
Lisätiedot6. Kertaustehtävien ratkaisut
Fotoni 7 6-6. Kertaustehtävien ratkaisut Luku. Oheisessa kuvassa on kompassineulan punainen pohjoisnapa osoittaa alaspäin. a) Mikä johtimen ympärille muodostuvan magneettikentän suunta? b) Mikä on johtimessa
Lisätiedotl s, c p T = l v = l l s c p. Z L + Z 0
1.1 i k l s, c p Tasajännite kytketään hetkellä t 0 johtoon, jonka pituus on l ja jonka kapasitanssi ja induktanssi pituusyksikköä kohti ovat c p ja l s. Mieti, kuinka virta i käyttäytyy ajan t funktiona
LisätiedotJännite, virran voimakkuus ja teho
Jukka Kinkamo, OH2JIN oh2jin@oh3ac.fi +358 44 965 2689 Jännite, virran voimakkuus ja teho Jännite eli potentiaaliero mitataan impedanssin yli esiintyvän jännitehäviön avulla. Koska käytännön radioamatöörin
LisätiedotDiplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2012 Insinöörivalinnan fysiikan koe 30.5.2012, malliratkaisut
A1 Kappale, jonka massa m = 2,1 kg, lähtee liikkeelle levosta paikasta x = 0,0 m pitkin vaakasuoraa alustaa. Kappaleeseen vaikuttaa vaakasuora vetävä voima F, jonka suuruus riippuu paikasta oheisen kuvan
LisätiedotFYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!!
FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! 1. Vastaa, ovatko seuraavat väittämät oikein vai väärin. Perustelua ei tarvitse kirjoittaa. a) Atomi ei voi lähettää
LisätiedotKapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen
Kapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen EMC - Kaapelointi ja kytkeytyminen Kaapelointi merkittävä EMC-ominaisuuksien kannalta yleensä pituudeltaan suurin elektroniikan osa > toimii helposti antennina
LisätiedotRATKAISUT: 19. Magneettikenttä
Physica 9 1. painos 1(6) : 19.1 a) Magneettivuo määritellään kaavalla Φ =, jossa on magneettikenttää vastaan kohtisuorassa olevan pinnan pinta-ala ja on magneettikentän magneettivuon tiheys, joka läpäisee
LisätiedotLuku 27. Tavoiteet Määrittää magneettikentän aiheuttama voima o varattuun hiukkaseen o virtajohtimeen o virtasilmukkaan
Luku 27 Magnetismi Mikä aiheuttaa magneettikentän? Magneettivuon tiheys Virtajohtimeen ja varattuun hiukkaseen vaikuttava voima magneettikentässä Magneettinen dipoli Hallin ilmiö Luku 27 Tavoiteet Määrittää
LisätiedotKuva 1: Vaihtovirtapiiri, jossa on sarjaan kytkettynä resistanssi, kapasitanssi ja induktanssi
31 VAIHTOVIRTAPIIRI 311 Lineaarisen vaihtovirtapiirin impedanssi ja vaihe-ero Tarkastellaan kuvan 1 mukaista vaihtovirtapiiriä, jossa on resistanssi R, kapasitanssi C ja induktanssi L sarjassa Jännitelähde
LisätiedotTKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 1.6.2005, malliratkaisut.
1 Kuvaan 1 on piiretty kahden suoraviivaisesti samaan suuntaan liikkuvan auton ja B nopeudet ajan funktiona. utot ovat rinnakkain ajanhetkellä t = 0 s. a) Kuvaile auton liikettä ajan funktiona. Kumpi autoista
LisätiedotELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen.
ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen. X.X.2015 Tehtävä 1 Bipolaaritransistoria käytetään alla olevan kuvan mukaisessa kytkennässä, jossa V CC = 40 V ja kuormavastus
LisätiedotVAIHTOVIRTAPIIRI. 1 Työn tavoitteet
Oulun yliopisto Fysiikan opetuslaboratorio Sähkö- ja magnetismiopin laboratoriotyöt AHTOTAP Työn tavoitteet aihtovirran ja jännitteen suunta vaihtelee ajan funktiona. Esimerkiksi Suomessa käytettävä verkkovirta
LisätiedotFysiikka 7 muistiinpanot
Fysiikka 7 muistiinpanot 1 Magneettikenttä - Magneetilla navat eli kohtiot S ja N S N - Sovelluksia: kompassi (Maa kuin kestomagneetti) - Kuvataaan kenttäviivoilla kestomagneetit S N N S - tai vektorimerkeillä
Lisätiedoton radan suuntaiseen komponentti eli tangenttikomponentti ja on radan kaarevuuskeskipisteeseen osoittavaan komponentti. (ks. kuva 1).
H E I L U R I T 1) Matemaattinen heiluri = painottoman langan päässä heilahteleva massapiste (ks. kuva1) kuva 1. - heilurin pituus l - tasapainoasema O - ääriasemat A ja B - heilahduskulma - heilahdusaika
Lisätiedot33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ
TYÖOHJE 14.7.2010 JMK, TSU 33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ Laitteisto: Kuva 1. Kytkentä solenoidin ja toroidin magneettikenttien mittausta varten. Käytä samaa digitaalista jännitemittaria molempien
LisätiedotSATE2180 Kenttäteorian perusteet Faradayn laki ja sähkömagneettinen induktio Sähkötekniikka/MV
SATE2180 Kenttäteorian perusteet Faradayn laki ja sähkömagneettinen induktio Sähkötekniikka/MV Faradayn laki E B t Muuttuva magneettivuon tiheys B aiheuttaa ympärilleen sähkökentän E pyörteen. Sähkökentän
LisätiedotElektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus
Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Antti Karjalainen, PRK 14.11.2013 Komponenttien esittelytaktiikka Toiminta, (Teoria), Käyttö jännite, virta, teho, taajuus, impedanssi ja näiden yksiköt:
LisätiedotKondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan
VAIHTOVIRTAPIIRI 1 Johdanto Vaihtovirtapiirien käsittely perustuu kolmen peruskomponentin, vastuksen (resistanssi R), kelan (induktanssi L) ja kondensaattorin (kapasitanssi C) toimintaan. Tarkastellaan
LisätiedotSMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA
Vaihtosähkö SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA Sinimuotoiset suureet Tehollisarvo Sinimuotoinen vaihtosähkö & passiiviset piirikomponentit Käydään läpi, mistä sinimuotoiset jännite ja virta ovat peräisin. Näytetään,
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 8 Vaimennettu värähtely Elävässä elämässä heilureiden ja muiden värähtelijöiden liike sammuu ennemmin tai myöhemmin. Vastusvoimien takia värähtelijän
LisätiedotFYS206/5 Vaihtovirtakomponentit
FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit Tässä työssä pyritään syventämään vaihtovirtakomponentteihin liittyviä käsitteitä. Tunnetusti esimerkiksi käsitteet impedanssi, reaktanssi ja vaihesiirto ovat aina hyvin
LisätiedotFysiikka 7. Sähkömagnetismi
Fysiikka 7 Sähkömagnetismi Magneetti Aineen magneettiset ominaisuudet ovat seurausta atomiydintä kiertävistä elektroneista (ytimen kiertäminen ja spin). Magneettinen vuorovaikutus Etävuorovaikutus Magneetilla
LisätiedotRATKAISUT: 3. Voimakuvio ja liikeyhtälö
Phyica 9. paino (8) 3. Voiakuvio ja liikeyhtälö : 3. Voiakuvio ja liikeyhtälö 3. a) Newtonin I laki on nieltään jatkavuuden laki. Kappale jatkaa liikettään uoraviivaieti uuttuattoalla nopeudella tai pyyy
LisätiedotFY6 - Soveltavat tehtävät
FY6 - Soveltavat tehtävät 21. Origossa on 6,0 mikrocoulombin pistevaraus. Koordinaatiston pisteessä (4,0) on 3,0 mikrocoulombin ja pisteessä (0,2) 5,0 mikrocoulombin pistevaraus. Varaukset ovat tyhjiössä.
LisätiedotSähkötekiikka muistiinpanot
Sähkötekiikka muistiinpanot Tuomas Nylund 6.9.2007 1 6.9.2007 1.1 Sähkövirta Symboleja ja vastaavaa: I = sähkövirta (tasavirta) Tasavirta = Virran arvo on vakio koko tarkasteltavan ajan [ I ] = A = Ampeeri
LisätiedotSÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä:
FY6 SÄHKÖ Tavoitteet Kurssin tavoitteena on, että opiskelija ymmärtää sähköön liittyviä peruskäsitteitä, tutustuu mittaustekniikkaan osaa tehdä sähköopin perusmittauksia sekä rakentaa ja tutkia yksinkertaisia
LisätiedotLHSf5-1* Osoita, että van der Waalsin kaasun tilavuuden lämpötilakerroin on 2 γ = ( ) RV V b T 2 RTV 2 a V b. m m ( ) m m. = 1.
S-445 FSIIKK III (ES) Syksy 004, LH 5 Ratkaisut LHSf5-* Osoita, että van der Waalsin kaasun tilavuuden läötilakerroin on R ( b ) R a b Huoaa, että läötilakerroin on annettu oolisen tilavuuden = / ν avulla
LisätiedotSMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA
SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA Vaihtosähkön teho kompleksinen teho S pätöteho P loisteho Q näennäisteho S Käydään läpi sinimuotoisiin sähkösuureisiin liittyviä tehotermejä. Määritellään kompleksinen teho, jonka
LisätiedotIMPEDANSSIMITTAUKSIA. 1 Työn tavoitteet
1 IMPEDANSSIMITTAUKSIA 1 Työn tavoitteet Tässä työssä tutustut vaihtojännitteiden ja virtojen sekä vaihtovirtapiirissä olevien komponenttien impedanssien suuruuksien eli vaihtovirtavastusten mittaamiseen.
Lisätiedot1. Tasavirta. Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit. Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla
Fy3: Sähkö 1. Tasavirta Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla Sähkövirta I Sähkövirran suunta on valittu jännitelähteen plusnavasta miinusnapaan (elektronit
LisätiedotJohdatus vaihtosähköön, sinimuotoiset suureet. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen
DEE-11000 Piirianalyysi Johdatus vaihtosähköön, sinimuotoiset suureet 1 Vaihtovirta vs tasavirta Sähkömagneettinen induktio tuottaa kaikissa pyörivissä generaattoreissa vaihtojännitettä. Vaihtosähköä on
LisätiedotTÄSSÄ ON ESIMERKKEJÄ SÄHKÖ- JA MAGNETISMIOPIN KEVÄÄN 2017 MATERIAALISTA
TÄSSÄ ON ESMERKKEJÄ SÄHKÖ- JA MAGNETSMOPN KEVÄÄN 2017 MATERAALSTA a) Määritetään magneettikentän voimakkuus ja suunta q P = +e = 1,6022 10 19 C, v P = (1500 m s ) i, F P = (2,25 10 16 N)j q E = e = 1,6022
LisätiedotHALLIN ILMIÖ 1. TUTKITTAVAN ILMIÖN TEORIAA
1 ALLIN ILMIÖ MOTIVOINTI allin ilmiötyössä tarkastellaan johteen varauksenkuljettajiin liittyviä suureita Työssä nähdään kuinka all-kiteeseen generoituu all-jännite allin ilmiön tutkimiseen soveltuvalla
LisätiedotLuvun 10 laskuesimerkit
Luvun 10 laskuesimerkit Esimerkki 10.1 Tee-se-itse putkimies ei saa vesiputken kiinnitystä auki putkipihdeillään, joten hän päättää lisätä vääntömomenttia jatkamalla pihtien vartta siihen tiukasti sopivalla
LisätiedotAaltoliike ajan suhteen:
Aaltoliike Aaltoliike on etenevää värähtelyä Värähdysliikkeen jaksonaika T on yhteen värähdykseen kuluva aika Värähtelyn taajuus on sekunnissa tapahtuvien värähdysten lukumäärä Taajuuden ƒ yksikkö Hz (hertsi,
LisätiedotTASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET
TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET (YO-K06+13, YO-K09+13, YO-K05-11,..) Tasasuuntaus Vaihtovirran suunta muuttuu jaksollisesti. Tasasuuntaus muuttaa sähkövirran kulkemaan yhteen suuntaan. Tasasuuntaus toteutetaan
Lisätiedotwww.mafyvalmennus.fi YO-harjoituskoe B / fysiikka Mallivastaukset
YO-harjoituskoe B / fysiikka Mallivastaukset 1. a) Laskuvarjohyppääjän pudotessa häneen vaikuttaa kaksi putoamisliikkeen kannalta merkittävää voimaa: painovoima ja ilmanvastusvoima. Painovoima on likimain
LisätiedotPhysica 9 1. painos 1(8) 20. Varattu hiukkanen sähkö- ja magneettikentässä
Phyica 9 aino (8) 0 Varattu hiukkann ähkö- ja agnttikntää : 0 Varattu hiukkann ähkö- ja agnttikntää 0 a) Sähköknttä aikuttaa arattuun hiukkan oialla F = QE Poitiiiti aratull hiukkall oian uunta on ähkökntän
LisätiedotSähköstatiikan laskuissa useat kaavat yksinkertaistuvat hieman, jos vakio C kirjoitetaan muotoon
30 SÄHKÖVAKIO 30 Sähkövakio ja Coulombin laki Coulombin lain mukaan kahden tyhjiössä olevan pistevarauksen q ja q 2 välinen voima F on suoraan verrannollinen varauksiin ja kääntäen verrannollinen varausten
LisätiedotLuku 5. Johteet. 5.1 Johteiden vaikutus sähkökenttään E = 0 E = 0 E = 0
Luku 5 Johteet 5.1 Johteiden vaikutus sähkökenttään Johteessa osa atomien elektroneista on ns. johde-elektroneja, jotka pääsevät vapaasti liikkumaan sähkökentän vaikutuksesta. Hyvässä johteessa (kuten
LisätiedotMuuntajan toiminnasta löytyy tietoja tämän työohjeen teoriaselostuksen lisäksi esimerkiksi viitteistä [1] - [4].
FYS 102 / K6. MUUNTAJA 1. Johdanto Muuntajassa on kaksi eristetystä sähköjohdosta kierrettyä kelaa yhdistetty rautasydämellä ensiöpiiriksi ja toisiopiiriksi. Muuntajan toiminta perustuu sähkömagneettiseen
Lisätiedotkipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.
Sähkö 25 Esineet saavat sähkövarauksen hankauksessa kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Hankauksessa esineet voivat varautua sähköisesti. Varaukset syntyvät, koska hankauksessa kappaleesta siirtyy
LisätiedotSähkövirran määrittelylausekkeesta
VRTAPRLASKUT kysyttyjä suureita ovat mm. virrat, potentiaalit, jännitteet, resistanssit, energian- ja tehonkulutus virtapiirin teho lasketaan Joulen laista: P = R 2 sovelletaan Kirchhoffin sääntöjä tuntemattomien
Lisätiedot= 2 1,2 m/s 55 m 11 m/s. 18 m 72 m v v0
Kertaustehtävät. c) Loppunopeus on v = as =, /s 55 /s. 8 7 v v0 3,6 s 3,6 s. c) Kiihtyvyys on a = =,0. t 5 s s Kolessa sekunnissa kuljettu atka on 7 s3 = v0t + at = 3,0 s + (,0 /s ) (3,0 s) 55,5. 3,6 s
LisätiedotTyö 15B, Lämpösäteily
Työ 15B, Läpösäteily urssi: Tfy-3.15, Fysiikan laoratoriotyöt Ryhä: 18 Pari: 1 Jonas Ala Antti Tenhiälä Selostuksen laati: Jonas Ala Mittaukset tehty:.3.000 Selostus jätetty:..000 1. Johdanto Läpösäteily
LisätiedotFy06 Koe 20.5.2015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7
Fy06 Koe 0.5.015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7 alitse kolme tehtävää. 6p/tehtävä. 1. Mitä mieltä olet seuraavista väitteistä. Perustele lyhyesti ovatko väitteet totta vai tarua. a. irtapiirin hehkulamput
LisätiedotDiplomi-insino o rien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2015 Insino o rivalinnan fysiikan koe 27.5.2015, malliratkaisut
Diplomi-insino o rien ja arkkitehtien yhteisalinta - dia-alinta 15 Insino o rialinnan fysiikan koe 7.5.15, malliratkaisut A1 Pallo (massa m = 1, kg, sa de r =, cm) nojaa kur an mukaisesti pystysuoraan
LisätiedotLuento 10: Työ, energia ja teho. Johdanto Työ ja kineettinen energia Teho
Luento 10: Työ, energia ja teho Johdanto Työ ja kineettinen energia Teho 1 / 23 Luennon sisältö Johdanto Työ ja kineettinen energia Teho 2 / 23 Johdanto Energia suure, joka voidaan muuttaa muodosta toiseen,
LisätiedotDiplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2014 Insinöörivalinnan fysiikan koe 28.5.2014, malliratkaisut
A1 Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 014 Insinöörivalinnan fysiikan koe 8.5.014, malliratkaisut Kalle ja Anne tekivät fysikaalisia kokeita liukkaalla vaakasuoralla jäällä.
LisätiedotJakso 6: Värähdysliikkeet Tämän jakson tehtävät on näytettävä viimeistään torstaina
Jakso 6: Värähdysliikkeet Tämän jakson tehtävät on näytettävä viimeistään torstaina 31.5.2012. T 6.1 (pakollinen): Massa on kiinnitetty pystysuoran jouseen. Massaa poikkeutetaan niin, että se alkaa värähdellä.
LisätiedotYlioppilastutkintolautakunta S t u d e n t e x a m e n s n ä m n d e n
Ylioppilastutkintolautakunta S t u d e n t e x a m e n s n ä m n d e n FYSIIKAN KOE 21.3.2014 HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ Alla oleva vastausten piirteiden ja sisältöjen luonnehdinta ei sido ylioppilastutkintolautakunnan
LisätiedotKuva 1. Vastus (R), kondensaattori (C) ja käämi (L). Sinimuotoinen vaihtojännite
TYÖ 54. VAIHE-EO JA ESONANSSI Tehtävä Välineet Taustatietoja Tehtävänä on mitata ja tutkia jännitteiden vaihe-eroa vaihtovirtapiirissä, jossa on kaksi vastusta, vastus ja käämi sekä vastus ja kondensaattori.
LisätiedotVedetään kiekkoa erisuuruisilla voimilla! havaitaan kiekon saaman kiihtyvyyden olevan suoraan verrannollinen käytetyn voiman suuruuteen
4.3 Newtonin II laki Esim. jääkiekko märällä jäällä: pystysuuntaiset voimat kumoavat toisensa: jään kiekkoon kohdistama tukivoima n on yhtäsuuri, mutta vastakkaismerkkinen kuin kiekon paino w: n = w kitka
LisätiedotErityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2)
Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2) Yliopistonlehtori, TkT Sami Kujala Mikro- ja nanotekniikan laitos Kevät 2016 Ajan ja pituuden suhteellisuus Relativistinen työ ja kokonaisenergia SMG-aaltojen
Lisätiedot14.1 Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait R 1. I 1 I 3 liitos + - R 2. silmukka. Kuva 14.1: Liitoksen, haaran ja silmukan määrittely virtapiirissä.
Luku 14 Lineaaripiirit Lineaaripiireillä ymmärretään verkkoja, joiden jokaisessa haarassa jännite on verrannollinen virtaan, ts. Ohmin laki on voimassa. Lineaariset piirit voivat siis sisältää jännitelähteitä,
LisätiedotSMG-1100: PIIRIANALYYSI I
SMG-1100: PIIRIANALYYSI I Keskinäisinduktanssi induktiivisesti kytkeytyneet komponentit muuntajan toimintaperiaate T-sijaiskytkentä kytketyn piirin energia KESKINÄISINDUKTANSSI M Faraday: magneettikentän
LisätiedotSMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA
SMG-: SÄHKÖTEKNIIKKA Passiiviset piirikomponentit vastus kondensaattori käämi Tarkoitus on yrittää ymmärtää passiivisten piirikomponenttien toiminnan taustalle olevat luonnonilmiöt. isäksi johdetaan näiden
LisätiedotKuva 1: Etäisestä myrskystä tulee 100 metrisiä sekä 20 metrisiä aaltoja kohti rantaa.
Kuva : Etäisestä yrskystä tulee 00 etrisiä sekä 20 etrisiä aaltoja kohti rantaa. Myrskyn etäisyys Kuvan ukaisesti yrskystä tulee ensin pitkiä sataetrisiä aaltoja, joiden nopeus on v 00. 0 tuntia yöhein
Lisätiedot7. Resistanssi ja Ohmin laki
Nimi: LK: SÄHKÖ-OPPI Tarmo Partanen Teoria (Muista hyödyntää sanastoa) 1. Millä nimellä kuvataan sähköisen komponentin (laitteen, johtimen) sähkön kulkua vastustavaa ominaisuutta? 2. Miten resistanssi
LisätiedotR = Ω. Jännite R:n yli suhteessa sisäänmenojännitteeseen on tällöin jännitteenjako = 1
Fysiikan mittausmenetelmät I syksy 206 Laskuharjoitus 4. Merkitään kaapelin resistanssin ja kuormaksi kytketyn piirin sisäänmenoimpedanssia summana R 000.2 Ω. Jännite R:n yli suhteessa sisäänmenojännitteeseen
LisätiedotDiplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe 1.6.2011, malliratkaisut
A1 Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Täydennä kuhunkin kohtaan yhtälöstä puuttuva suure tai vakio alla olevasta taulukosta. Anna vastauksena kuhunkin kohtaan ainoastaan
Lisätiedota) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3.
Ohjeita: Tee jokainen tehtävä siististi omalle sivulleen/sivuilleen. Merkitse jos tehtävä jatkuu seuraavalle konseptille. Kirjoita ratkaisuihin näkyviin tarvittavat välivaiheet ja perustele lyhyesti käyttämästi
LisätiedotTyö 4249 4h. SÄHKÖVIRRAN ETENEMINEN
TUUN AMMATTKOKEAKOULU TYÖOHJE 1/7 FYSKAN LABOATOO V. 5.14 Työ 449 4h. SÄHKÖVAN ETENEMNEN TYÖN TAVOTE Perehdytään vaihtovirran etenemiseen värähtelypiirissä eri taajuuksilla eli resonanssi-ilmiöön ja sähköenergian
LisätiedotNEWTONIN LAIT MEKANIIKAN I PERUSLAKI MEKANIIKAN II PERUSLAKI MEKANIIKAN III PERUSLAKI
NEWTONIN LAIT MEKANIIKAN I PERUSLAKI eli jatkavuuden laki tai liikkeen jatkuvuuden laki (myös Newtonin I laki tai inertialaki) Kappale jatkaa tasaista suoraviivaista liikettä vakionopeudella tai pysyy
LisätiedotDiplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2009, insinöörivalinnan fysiikan koe 27.5.2009, malliratkaisut
Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2009, insinöörivalinnan fysiikan koe 27.5.2009, malliratkaisut 1 Huvipuiston vuoristoradalla vaunu (massa m v = 1100 kg) lähtee levosta liikkeelle
Lisätiedot53 ELEKTRONIN SUHTEELLISUUSTEOREETTINEN LIIKE- MÄÄRÄ
53 LKTRONIN SUHTLLISUUSTORTTINN LIIK- MÄÄRÄ 53. Lorentz-uunnos instein esitti. 95 erikoisen suhteellisuusteorian eruseriaatteen, jonka ukaan kaikkien luonnonlakien tulee olla saoja haainnoitsijoille, jotka
Lisätiedota) Kuinka pitkän matkan punnus putoaa, ennen kuin sen liikkeen suunta kääntyy ylöspäin?
Luokka 3 Tehtävä 1 Pieni punnus on kiinnitetty venymättömän langan ja kevyen jousen välityksellä tukevaan kannattimeen. Alkutilanteessa punnusta kannatellaan käsin, ja lanka riippuu löysänä kuvan mukaisesti.
LisätiedotLUT, Sähkötekniikan osasto. 1. Ilmassa etenevällä tasoaallolla on sähkökentän voimakkuus z. d) vaihekerroin
SÄHKÖMAGNETISMI LUT, Sähkötekniikan osasto LH5/216 P.I. Ketausta: 1. Ilassa etenevällä tasoaallolla on sähkökentän voiakkuus z t E cos t z Ex,. Aallon taajuus on 2 MHz. Kuvassa 1 on esitetty tasoaallon
Lisätiedot