Teoriaa tähän jaksoon on talvikurssin luentomonisteessa luvussa 10. Siihen on linkki sivulta

Samankaltaiset tiedostot
Näytä tai jätä tarkistettavaksi tämän jakson tehtävät viimeistään tiistaina ylimääräisessä tapaamisessa.

. P A Sähkömagnetismi, 7 op Vanhoja tenttitehtäviä

766319A Sähkömagnetismi, 7 op Kertaustehtäviä, 1. välikokeen alue Vastaukset tehtävien jälkeen

Tässä on vanhoja Sähkömagnetismin kesäkurssin tenttejä. Tentaattorina on ollut näissä tenteissä sama henkilö kuin tänä vuonna eli Hanna Pulkkinen.

Sähkömagneettinen induktio

SATE2140 Dynaaminen kenttäteoria syksy / 6 Laskuharjoitus 0: Siirrosvirta ja indusoitunut sähkömotorinen voima

SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria syksy / 5 Laskuharjoitus 1: Siirrosvirta ja indusoitunut sähkömotorinen voima

SATE.10xx Staattisen kenttäteorian laajentaminen Sähkömagneettiseksi kenttäteoriaksi

Jakso 7. Lorentz-voima

SATE1050 Piirianalyysi II syksy kevät / 8 Laskuharjoitus 12 / Siirtojohdot taajuusalueessa, ketjumatriisi

Näytä tai jätä tarkistettavaksi tämän jakson tehtävät viimeistään tiistaina

LINSSI- JA PEILITYÖ TEORIAA. I Geometrisen optiikan perusaksioomat

Ristitulo ja skalaarikolmitulo

a P en.pdf KOKEET;

Integraalilaskentaa. 1. Mihin integraalilaskentaa tarvitaan? MÄNTÄN LUKIO

Aiheena tänään. Virtasilmukka magneettikentässä Sähkömagneettinen induktio. Vaihtovirtageneraattorin toimintaperiaate Itseinduktio

SATE2180 Kenttäteorian perusteet syksy / 6 Laskuharjoitus 7 / Siirrosvirta ja indusoitunut sähkömotorinen voima

11. MÄÄRÄTTY INTEGRAALI JA TILAVUUS

Jakso 8. Ampèren laki. B-kentän kenttäviivojen piirtäminen

b) (max 3p) Värähtelijän jaksonajan ja taajuuden välinen yhteys on T = 1/ f (++), eli

1. Derivaatan Testi. Jos funktio f on jatkuva avoimella välillä ]a, b[ ja x 0 ]a, b[ on kriit. tai singul. piste niin. { f (x) > 0, x ]a, x 0 [

b) (max 3p) Värähtelijän jaksonajan ja taajuuden välinen yhteys on T = 1/ f, eli missä k on jousen jousivakio. Neliöimällä yllä oleva yhtälö saadaan

Painopiste. josta edelleen. x i m i. (1) m L A TEX 1 ( ) x 1... x k µ x k+1... x n. m 1 g... m n g. Kuva 1. i=1. i=k+1. i=1

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ

Jäykän kappaleen tasokinetiikka harjoitustehtäviä

Riemannin integraalista

766320A SOVELTAVA SÄHKÖMAGNETIIKKA PERUSTEHTÄVIÄ RATKAISUINEEN

7.lk matematiikka. Geometria 1

SATE2180 Kenttäteorian perusteet Induktanssi ja magneettipiirit Sähkötekniikka/MV

( ) Pyramidi 4 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 321 Päivitetty Saadaan yhtälö. 801 Paraabeli on niiden pisteiden ( x,

763333A KIINTEÄN AINEEN FYSIIKKA Ratkaisut 1 Kevät 2014

Tasogeometriassa käsiteltiin kuvioita vain yhdessä tasossa. Avaruusgeometriassa tasoon tulee kolmas ulottuvuus, jolloin saadaan kappaleen tilavuus.

SATE1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät /7 Laskuharjoitus 9: Teheveninin ja Nortonin menetelmät

Preliminäärikoe Pitkä Matematiikka

Tee B-osion konseptiin etusivulle pisteytysruudukko! Muista kirjata nimesi ja ryhmäsi. Välivaiheet perustelevat vastauksesi!

10. MÄÄRÄTYN INTEGRAALIN KÄYTTÖ ERÄIDEN PINTA-ALOJEN LASKEMISESSA

Syksyn 2015 Pitkän matematiikan YO-kokeen TI-Nspire CAS -ratkaisut

4 Pinta-alasovelluksia

4 Taso- ja avaruuskäyrät

2.4 Pienimmän neliösumman menetelmä

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ PISTEYTYSKOKOUS

SATE2180 Kenttäteorian perusteet Faradayn laki ja sähkömagneettinen induktio Sähkötekniikka/MV

Pythagoraan lause. Pythagoras Samoslainen. Pythagoraan lause

Polynomien laskutoimitukset

Matematiikan tukikurssi

Sisällys. Alkusanat. Alkusanat. Tehtävien ratkaisuja

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 5 Laskuharjoitus 14: Indusoitunut sähkömotorinen voima ja kertausta magneettikentistä

θ 1 θ 2 γ γ = β ( n 2 α + n 2 β = l R α l s γ l s 22 LINSSIT JA LINSSIJÄRJESTELMÄT 22.1 Linssien kuvausyhtälö

Kapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen

9 A I N. Alkuperäinen piiri. Nortonin ekvivalentti R T = R N + - U T = I N R N. Théveninin ekvivalentti DEE SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 8: Integraalifunktio ja epäoleellinen integraali

VEKTORILASKENTA. Timo Mäkelä SISÄLTÖ: 1 VEKTORIN KÄSITE...1

VEKTOREILLA LASKEMINEN

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 6 Laskuharjoitus 7 / Kapasitanssi ja eristeaineet

MS-A010{2,3,4,5} (SCI, ELEC*, ENG*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 8: Integraalifunktio ja epäoleellinen integraali

VEKTOREILLA LASKEMINEN

TÄSSÄ ON ESIMERKKEJÄ SÄHKÖ- JA MAGNETISMIOPIN KEVÄÄN 2017 MATERIAALISTA

Reaalinen lukualue. Millainen on luku, jossa on päättymätön ja jaksoton desimaalikehitelmä?

Kertaustehtävien ratkaisut

Magneettikentät. Haarto & Karhunen.

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos

R4 Harjoitustehtävien ratkaisut

d) Jos edellä oleva pari vie 10 V:n signaalia 12 bitin siirtojärjestelmässä, niin aiheutuuko edellä olevissa tapauksissa virheitä?

Asennus- ja käyttöohje ROBA -liukunavoille Koot 0 12 (B.1.0.FIN)

.) (b) Vertaa p :tä vastaavaa kineettistä energiaa perustilan kokonaisenergiaan. ( ) ( ) = = Ek

Fy07 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) 1 / 5

RG-58U 4,5 db/30m. Spektrianalysaattori. 0,5m. 60m

Magneettikenttä. Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 6 Laskuharjoitus 13: Rajapintaehdot ja siirrosvirta

Suorat, käyrät ja kaarevuus

Integraalilaskenta. Määrätty integraali

Sähköstaattinen potentiaalienergia lasketaan jatkuville varausjakaumille käyttäen energiatiheyden

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 6 Laskuharjoitus 7 / Kapasitanssi ja eristeaineet

Yläkoulun geometriaa. Yläkoulun geometriaa

6 Kertausosa. 6 Kertausosa

33 VALON LUONNE JA ETENEMINEN (The Nature and Propagation of Light)

601 Olkoon tuntematon kateetti a ja tuntemattomat kulmat α ja β Ratkaistaan kulmat. 8,4 = 12. Ratkaistaan varjon pituus x. 14 x = 44,

Valmennuksen ja arvioinnin tukijärjestemä (VAT)

Tehtävä 1. a) sähkövirta = varausta per sekunti, I = dq dt = 1, A = 1, C s protonin varaus on 1, C

Diplomi-insinööri- ja arkkitehtikoulutuksen yhteisvalinta 2018 Insinöörivalinnan matematiikan koe, , Ratkaisut (Sarja A)

ICS-C2000 Tietojenkäsittelyteoria Kevät 2016

OSA 1: POLYNOMILASKENNAN KERTAUSTA, BINOMIN LASKUSÄÄNTÖJÄ JA YHTÄLÖNRATKAISUA

RTS 16:2. Tässä ohjeessa esitetään ajoneuvojen ja yleisimpien autotyyppien mittoja, massoja sekä liikenteeseen hyväksymistä koskevia rajoituksia.

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 6 / vko 13

Suorakaidekanavat. lindab suorakaidekanavat

8.4 Gaussin lause Edellä laskettiin vektorikentän v = rf(r) vuo R-säteisen pallon pinnan läpi, tuloksella

T Syksy 2002 Tietojenkäsittelyteorian perusteet Harjoitus 5 Demonstraatiotehtävien ratkaisut. ja kaikki a Σ ovat säännöllisiä lausekkeita.

sin θ θ θ r 2 sin 2 θ φ 2 = 0.

5 ( 1 3 )k, c) AB 3AC ja AB AC sekä vektoreiden AB ja

Sinilause ja kosinilause

Luku 27. Tavoiteet Määrittää magneettikentän aiheuttama voima o varattuun hiukkaseen o virtajohtimeen o virtasilmukkaan

MITEN MÄÄRITÄN ASYMPTOOTIT?

Tarkastus ja testi. Korjaus

3.3 KIELIOPPIEN JÄSENNYSONGELMA Ratkaistava tehtävä: Annettu yhteydetön kielioppi G ja merkkijono x. Onko

x + 1 πx + 2y = 6 2y = 6 x 1 2 πx y = x 1 4 πx Ikkunan pinta-ala on suorakulmion ja puoliympyrän pinta-alojen summa, eli

Tehtävä 1. Jatka loogisesti oheisia jonoja kahdella seuraavaksi tulevalla termillä. Perustele vastauksesi

5.4 Ellipsi ja hyperbeli (ei kuulu kurssivaatimuksiin, lisätietoa)

A-Osio. Valitse seuraavista kolmesta tehtävästä kaksi, joihin vastaat. A-osiossa ei saa käyttää laskinta.

Transkriptio:

Jkso 10. Sähkömgneettinen induktio Näytä ti plut tämän jkson tehtävät viimeistään tiistin 13.6.2017. Ekstr-tehtävät vstvt kolme tvllist tehtävää, kun lsketn lskuhrjoituspisteitä. Teori tähän jksoon on tlvikurssin luentomonisteess luvuss 10. Siihen on linkki sivult https://wiki.oulu.fi/disply/766319a/etusivu (vtii tunnukset) T 10.1 (pkollinen): A) Ympyränmuotoinen virtsilmukk on kohtisuorss mgneettikenttää vstn ll olevn kuvn mukisesti. Jos -kenttä pienenee, indusoituu silmukkn virt, jok on i) vstpäivään, ii) myötäpäivään. iii) Näistä lähtötiedoist ei pysty määrittämään virrn suunt. ) Mgneettikenttään setetn johdin, jok on tivutettu ll olevn kuvn osoittmll tvll U- kirjimen muotoiseksi. Johtimen päälle setetn suv, jok liikkuu oikelle. Mgneettikentän suunt on ktsojst poispäin. Suvn indusoituu virt, jok on i) lspäin, ii) ylöspäin. iii) Näistä lähtötiedoist ei pysty määrittämään virrn suunt. v

C) Pitkän solenoidin sisällä on pieni virtsilmukk ll olevn kuvn mukisesti. Solenoidiss kulkee virt siten, että -kentän suunt on kuvn mukinen. Virtsilmukk on solenoidin sisällä vinosti siten, että sen tson normlin j solenoidin kselin välillä on kulm α. Kun kulm α ksv, silmukkn indusoituu sähkömotorinen voim, jonk suunt on i) vstpäivään, ii) myötäpäivään. iii) Näistä lähtötiedoist ei pysty määrittämään virrn suunt. α D) Pitkässä suorss virtjohtimess kulkee virt I, kuten ll olevss kuvss on esitetty. Suorkiteen muotoinen virtsilmukk on lähellä virtjohdint smss tsoss johtimen knss siten, että silmukn pitkät sivut ovt yhdensuuntiset johtimen knss. Kun virtsilmukk liikutetn kohti johdint, silmukkn indusoituu virt, jonk suunt on i) myötäpäivään, ii) vstpäivään. iii) Näistä lähtötiedoist ei pysty määrittämään virrn suunt.

T 10.2: ) Ympyränmuotoinen virtsilmukk on kohtisuorss mgneettikenttää vstn. Silmukn säde on r = 5,00 cm. Mgneettikenttä on vkio: 0 = 0,01 T. ) Mikä mgneettikentän vuo Ф menee silmukn läpi? b) Virtsilmukk kääntyy niin, että mgneettikentän suunnn j silmukn normlin välinen kulm on 30 o. Mikä mgneettikentän vuo menee nyt silmukn läpi? c) Silmukk lk pyöriä kulmnopeudell ω = 5,0 rd/s. Mikä mksimijännite indusoituu silmukkn? d) Silmukk on ts piklln lkuperäisessä kuvn mukisess sennossn. Mgneettikenttä lk muuttu jn funktion siten, että sen hetkellinen rvo on 0 t T missä T = 1,0 s. ( Mgneettikentän suunt pysyy smn.) Mikä jännite indusoituu silmukkn? T 10.3: Mgneettikenttään = 0,001 T setetn johdin, jok on tivutettu kuvn osoittmll tvll (kntikkn) U-kirjimen muotoiseksi. Johtimen päälle setetn suv, jok liikkuu oikelle nopeudell v = 0,50 m/s. Mikä sähkömotorinen voim indusoituu johtimen j suvn muodostmn silmukkn? Mgneettikentän suunt on ktsojst pois päin j = 5,0 cm. v

T 10.4 (pkollinen): A) Pieni solenoidi on setettu suuren solenoidin sisään kuvn mukisesti. Suuren solenoidin poikkipinnn säde on R2 j pienen R1. Molemmiss on N kierrost. Pienen solenoidin pituus on l j ison L. Isoss solenoidiss kulkee virt I. i) Lske pienen solenoidin läpi menevä mgneettikentän vuo, kun R2 >> R1. ii) Lske pieneen solenoidiin indusoituv jännite, kun di/dt = I0/T. ) All olevss kuvss on ilmtäytteinen toroidi, jonk keskisäde on R j poikkipint-l A. Toroidin ympärille on kierretty kksi erillistä johdint. Toisen johtimen (johdin J1) kierrosten määrä on N0 j toisen (johdin J2) kierrosten määrä Nm, (N0 < Nm). Johtimess J2 kulkee virt I. i) Lske se mgneettikentän vuo, mikä menee sen johtimen J1 kierrosten läpi. ii) Lske johtimeen J1 indusoituv jännite, kun di/dt = I0/T. C: Kksi ympyränmuotoist johdinsilmukk on setettu sisäkkäin smn tsoon siten, että niiden keskipisteet yhtyvät. Suuremmn johtimen säde on j pienemmän b. Olet b niin pieneksi, että sen sisällä on isommn silmukn iheuttm -kenttä vkio j on sm kuin ison silmukn keskipisteessä. Isoss silmukss kulkee virt I. (Opstus: Ympyränmuotoisen virtsilmukn, säde R, iheuttm -kenttä ympyrän keskipisteessä johdetn helposti iot-svrtin lin vull j se on = μ0i/2r) i) Lske pienen silmukn läpi menevä mgneettikentän vuo. ii) Lske pieneen silmukkn indusoituv jännite, kun di/dt = I0/T. 2 2b

D) Neliön muotoisen johdinsilmukn sivun pituus on. Johdinsilmukk on setettu khden johtimen väliin siten, että johtimet ovt silmukn tsoss neliön vstkkisten sivujen suuntisin j etäisyydellä lähimmistä sivuist. (Ktso kuv!) Molemmiss johtimiss kulkee sm virt I vstkkisiin suuntiin. i) Lske silmukn läpi menevä mgneettikentän vuo. iii) Lske silmukkn indusoituv jännite, kun di/dt = I0/T. T 10.5: Määritä keskinäisinduktnssi tehtävän T 10.4 kikille neljälle systeemille. T 10.6: (Ekstr) Johdin on tivutettu siten, että siihen on muodostunut ympyränmuotoinen virtsilmukk. Johtimeen on pujotettu pieni rengs pitämään silmukk kooss. Johdin on setettu vkiomgneettikenttään, jonk kenttäviivt ovt kohtisuorss silmukn tso vstn. Johtimen toinen pää on kiinnitetty j toisest päästä vedetään nopeudell v siten, että silmukk pienenee, mutt säilyy ympyränmuotoisen. Kuink suuri j minkä suuntinen sähkömotorinen voim indusoituu silmukkn sillä hetkellä, kun silmukn säde on R? r v v

Vstuksi: T 10.2: ) 7,85. 10-5 Wb b) 6,8. 10-5 Wb c) 0,393 mv d) -7,85. 10-5 V T 10.3: 25. 10-6 V T 10.4: A) i) μ 0NIπ(R 1 ) 2 L ii) μ 0N 2 π(r 1 ) 2 I 0 LT ) i) μ 0IN m A 2πR ii) μ 0N 0 N m A I 0 2πR T C) i) μ 0Iπb 2 2 ii) μ 0πb 2 I 0 2 T D) i) μ 0I ln2 π ii) μ 0 ln2 I 0 π T T 10.5: A) μ 0N 2 π(r 1 ) 2 L ) μ 0N 0 N m A 2πR C) μ 0πb 2 2 D) μ 0 ln2 π T 10.6: vr, suunt?