כא"מ מושרה במעגל

שלח תגובה
dvirbeno
הודעות: 16
הצטרף: 20:00 21/03/2012

כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי dvirbeno » 21:50 29/01/2013

שלום,
השאלה שלי נוגעת למקרים בהם על מעגל חשמלי המחובר לסוללה, מושרה כא"מ על ידי שדה מגנטי.
האם אנחנו אמורים לצאת מנקודת הנחה שהכא"מ יושרה יהיה קטן (או שווה) תמיד לכא"מ של הסוללה באיזושהי צורה, או שאין כל הנחה כזאת?

תודה מראש

sara
הודעות: 505
הצטרף: 19:59 25/10/2009

Re: כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי sara » 00:03 30/01/2013

אני מניחה שזה תלוי במקור לשינוי השטף דרך הלולאה/מעגל.
למה אני מתכוונת?
אם יש לי מעגל עם סוללה (מקור מתח) ונגד ומישור המעגל נמצא במאונך לשדה מגנטי שגדל (לפני השינוי בשדה המגנטי הזרם במעגל קבוע וניתן על ידי I),
אזי, הכא"מ שיווצר ינתן על פי:
\(\epsilon=-\frac{d\phi_B}{dt}\)

אם יש לך מעגל עם סוללה (מקור מתח) נגד וסליל, בהתחלה כשאתה מחבר את המעגל ומתחיל לעבור זרם דרך המעגל הסליל ירצה להתנגד (כיוון שבהתחלה
השדה המגנטי דרכו הוא אפס וברגע שזורם זרם הוא שונה מאפס) ואז באמת תקבל שהכא"מ המושרה בסליל יהיה הפוך בכיוונו לזה של הסוללה (כדי להקטין את הזרם דרכו) ויהיה שווה בגודלו ועם הזמן ילך ויקטן עד שאחרי מספיק זמן הזרם במעגל ודרך הסליל יגיע לערכו המקסימלי (בהתאם למעגל ולרכיביו, ובמקרה הפשוט שלנו יהיה היחס בין מתח הסוללה להתנגדות הנגד) ואז זרם זה יהיה קבוע והשדה המגנטי בתוך הסליל לא ישתנה ולא יווצר כא"מ מושרה.

בשני המקרים אפשר לתאר את המתח השקול על המעגלים בכל רגע כעל חיבור (עם התחשבות בכיוון) של מתח הסוללה והכא"מ המושרה.
אולם בעוד שבמקרה הראשון שינוי השטף המגנטי אינו תלוי בסוללה במעגל - אין מגבלה על גודל הכא"מ המושרה שנוצר.
במקרה השני שינוי השטף מקורו בזרם שיוצרת הסוללה (שמשתנה בהתחלה עם חיבור המעגל) ולכן הכא"מ לא יוכל להיות גדול מזה של הסוללה.
שרית

dvirbeno
הודעות: 16
הצטרף: 20:00 21/03/2012

Re: כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי dvirbeno » 08:34 30/01/2013

השאלה שלי מגיעה בעקבות השאלה הזאת:
תמונה

בשביל להגיע לאיזושהי תוצאה (בין אם כמותית, ובין לגבי כיוון השינוי בשטף), אנחנו צריכים להניח שהזרם המושרה מתווסף/נגרע לזרם שנוצר מהסוללה.
אז יש פה עניין של ניסוי וטעייה או שאני לא רואה פה משהו אחר..?
תודה

sara
הודעות: 505
הצטרף: 19:59 25/10/2009

Re: כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי sara » 08:45 30/01/2013

כאשר אתה עושה סופרפוזיציה של מתחים במעגל (עם התחשבות בכיוון) זה למעשה אותו דבר כמו לעשות סופרפוזיציה של זרם מושרה וזרם מהסוללה.
במציאות אין הפרדה של 2 הזרמים, יהיה לך זרם במעגל שמושפע מ-2 המתחים במעגל (סוללה + מושרה).

לגבי השאלה שהעלת שאלו לגבי שינוי בשטף המגנטי.
השדה המגנטי החיצוני אחיד וקבוע בזמן, והזרם במעגל קבוע אף הוא ולכן השדה המגנטי שהוא יוצר אף הוא לא משתנה עם הזמן.
מאחר ושטח המעגל אינו משתנה - השטף המגנטי בשאלה לא משתנה כלל ואין לך כא"מ/זרם מושרה.
שרית

dvirbeno
הודעות: 16
הצטרף: 20:00 21/03/2012

Re: כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי dvirbeno » 09:23 30/01/2013

ממה שנראה כן יש זרם מושרה. התשובה שמוקפת היא לא הנכונה.
הזרם בלי כל כא"מ מושרה היה צריך להיות 0.4 A, בעוד שבשאלה נתון שהזרם הוא 0.2 A

sara
הודעות: 505
הצטרף: 19:59 25/10/2009

Re: כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי sara » 10:00 31/01/2013

צר לי לבשר לך, אבל אם השדה המגנטי לא משתנה השטח לא משתנה וזרם שזורם במעגל קבוע - אין סיבה שהשטף המגנטי ישתנה, כלומר אין כא"מ מושרה ואין זרם מושרה.
הטענה: נראה לי שיש זרם מושרה צריכה להיות מגובית בהסבר פיסיקלי.
שרית

davbarak
הודעות: 3
הצטרף: 14:44 11/07/2012

Re: כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי davbarak » 10:23 31/01/2013

הנה תשובה, אבל אני לא מבין למה זה ככה
קבצים מצורפים
שם.jpg
שם.jpg (79.57 KiB) נצפה 1836 פעמים

sara
הודעות: 505
הצטרף: 19:59 25/10/2009

Re: כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי sara » 11:55 31/01/2013

קודם כל זו לא הפעם הראשונה שיש טעות בתשובות.
בסופו של דבר, הרבה מהשאלות הללו דורשות הבנה ואני מניחה שזו אחת מהן.

גם אין משמעות לשדה החיצוני במרחב, אם לא היה שדה מגנטי חיצוני התשובה לא צריכה להיות שונה (למה?).
שרית

Alon
הודעות: 4
הצטרף: 15:24 30/01/2013

Re: כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי Alon » 12:30 31/01/2013

תודה על התשובה,
אבל משהו אחד לא הבנתי,
נתון שיש זרם 0.2 אמפר. אבל אם מתייחסים לרכיבים במעגל יש 0.4 אמפר ( 4/10).
אם אין כא"מ מושרה, מה גורם לזרם הנוסף במעגל?

sara
הודעות: 505
הצטרף: 19:59 25/10/2009

Re: כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי sara » 12:47 31/01/2013

אתה משתמש עדיין בנתונים של תשובה B, אם תשובה זו אינה נכונה איך אתה יכול להשתמש בה כבסיס לשאלה אחרת?!
שרית

Alon
הודעות: 4
הצטרף: 15:24 30/01/2013

Re: כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי Alon » 13:56 31/01/2013

sara כתב:אתה משתמש עדיין בנתונים של תשובה B, אם תשובה זו אינה נכונה איך אתה יכול להשתמש בה כבסיס לשאלה אחרת?!

באילו נתונים של תשובה ב' השתמשתי?
הנתונים של השאלה הם: יש זרם 0.2 אמפר, נגד 10 אום ומקור מתח 4 וולט.
לפי חוק אום i=v/r ולכן הזרם במעגל הוא 0.4 אמפר בניגוד לנתון. זאת אומרת שיש מקור מתח נוסף בכיוון הפוך (כך שסך המתח במעגל הוא 2 וולט).

זאם אומרת שהשדה שמפוזר בצורה אחידה, משתנה בקצב כלשהו על מנת ליצור כא"מ מושרה בכיוון הפוך לכיוון מקור המתח שך ה4 וולט...
תקני אותי אם אני טועה...

antonp
הודעות: 6
הצטרף: 10:14 11/07/2012

Re: כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי antonp » 14:26 31/01/2013

לא אמרו שהשדה קבוע אמרו שהוא אחיד.
הוא אחיד אבל משתנה ובגלל זה נוצר כא"מ מושרה. השינוי הוא כזה שהכא"מ המשוכלל (כא"מ מקורי פחות כאמ מושרה) נותן 2V ואז הזרם הוא 0.2 אמפר.

אתה מוצא את הגודל של הינוי וההגדלה\הקטנה לפי הכיוון של הכא"מ המושרה שאתה רוצה

sara
הודעות: 505
הצטרף: 19:59 25/10/2009

Re: כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי sara » 15:43 31/01/2013

סליחה, אתה צודק. לא שמתי לב שהשתמשת בנתונים שבשאלה עצמה.
אבל אני שמחה שלפחות antonp ענה לך (חבל רק שמישהו עשה את זה רק פעם אחת ויום לפני הבחינה).
antonp כתב:לא אמרו שהשדה קבוע אמרו שהוא אחיד.
הוא אחיד אבל משתנה ובגלל זה נוצר כא"מ מושרה. השינוי הוא כזה שהכא"מ המשוכלל (כא"מ מקורי פחות כאמ מושרה) נותן 2V ואז הזרם הוא 0.2 אמפר.
אתה מוצא את הגודל של הינוי וההגדלה\הקטנה לפי הכיוון של הכא"מ המושרה שאתה רוצה
באמת בלבלתי עם שדה אחיד (קבוע במרחב) לשדה קבוע בזמן.
יש חיבור באמת של מתחים במעגל כאשר סימן הכא"מ המושרה צריך להילקח בחשבון בהתאם לכיוון הזרם שהוא יוצר.
ולתגובה הראשונית שלך בשרשור - אין מגבלה לגבי הכא"מ המושרה. הוא יכול להיות יותר גדול מהמתח בסוללה ואז הזרם הסופי יזרום בכיוון ההפוך (זה תלוי בקצב שינוי השטף המגנטי).

ואגב, אם השאלה לא היתה אמריקאית היתה בעיה בניסוח השאלה, כיוון שלא צויין מהו כיוון הזרם במעגל וזה חיוני כדי לדעת מהו גודל שינוי השדה המגנטי.
\(\epsilon_{total}=\epsilon_{ind}+\epsilon_{batt}\)
\(\epsilon_{ind}=\epsilon_{total}-\epsilon_{batt}\)
כאשר סימן הכא"מ משמעותי.

ישנן 2 אפשרויות:
1. זרם 0.2A נגד כיוון השעון:
\(\epsilon_{ind}=2-4=-2V\)
ואז שינוי השטף המגנטי:
\(\frac{dB}{dt}=-139 \frac{T}{m^2}\)

2. זרם 0.2A עם כיוון השעון:
\(\epsilon_{ind}=-2-4=-6V\)
\(\frac{dB}{dt}=-417 \frac{T}{m^2}\)

כיוון שרק אחת מהאפשרויות הללו מופיעה, התשובה היא B.
נערך לאחרונה על ידי sara ב 11:31 03/06/2013, נערך פעם 1 בסך הכל.
שרית

dvirbeno
הודעות: 16
הצטרף: 20:00 21/03/2012

Re: כא"מ מושרה במעגל

שליחה על ידי dvirbeno » 21:14 31/01/2013

בדיוק לזה התכוונתי :) תודה

שלח תגובה

חזור אל “- פיסיקה 2א (במקור לתקשורת והנדסה ביו-רפואית)”