Mágnesesség feladatok

Válogass a tananyagok közül!

Összes tananyag csomagban!

A mágneses tulajdonságú anyagok körül olyan mező alakul ki ami az azonos pólusokat taszítja, míg az ellentéteseket vonzza, továbbá a mezőre jellemző, hogy forrás és örvény mentes. Az mező által kifejtett erőhatás nagysága kiszámolható a Lorentz erő alapján. A mező erősségét pedig magnetométerrel lehet megmérni. A mágneses mező számos eszközben megjelenik, mint pl. az iránytű, a tekercs, elektromágnes, a generátor, transzformátor, mágneses adattáró. Az elektromos vezető anyagban haladó töltés körül is mágneses mező alakul ki. A vezető anyagban lévő elmozdulni képes töltött részecskékre hatással van a külső mágneses mező. Ennek segítségével elektromos feszültséget lehet létrehozni, a folyamatot pedig mágneses indukciónak hívjuk. Ezt a fizika témakört a középiskola 11. osztályában oktatják. Íme néhány gyakorlati mágnesesség feladat. A megoldások pontos levezetése a videókon található meg.

Feladat megoldás videók

1. Feladat

A indukciójú homogén mágneses térbe helyezett A területű vezető keretre M maximális forgató nyomaték hat.

a) Mekkora áram folyik a vezető keretben?

b) Mekkora lesz a forgató nyomaték, ha a keret síkja az indukció vonalakkal (mágneses térrel: B) 60 fokos szöget zár be?

2. Feladat

A 0,64 T indukciójú homogén mágneses térbe helyezett 50 cm2 keresztmetszetű vezető keretben 1,2 A erősségű áram folyik át.

a) Mekkora lehet a vezető keretre ható maximális forgató nyomaték?

b) Mekkora a forgatónyomaték akkor ha a vezető keret síkja 60 fokos szöget zár be az indukció vonalakkal?

(Az indukció vonalak most a külső mágneses teret jelentik, nem pedig a vezető keret által indukált mágneses mezőt!)

3. Feladat

A 0,157 T indukciójú homogén mágneses térben az indukció vonalakra merőlegesen elhelyezünk egy áramjárta vezetőt.

a) Mekkora a vezetőben folyó áram erőssége, ha a vezető 6 cm-es darabjára F erő hat.

b) A feladatban szereplő mágneses teret egy egyenes tekercsel hoztuk létre. Mekkora a tekercs menetszáma, ha a hossza 20 cm és a benne folyó áram erőssége 2,5 A.

4. Feladat

Egy 20 A árammal átjárt 500 menetes tekercs belsejében a mágneses térerősség (mágneses indukció) értéke 0,125 T.

a) Milyen hosszú a tekercs?

b) Mekkora maximális forgató nyomaték hat ennek a tekercsnek a belsejében elhelyezett 20 cm2 területű vezetőkeretre, ha a rajta átfolyó áram 5 A?

Milyen szöget zár be a mérőkeret ekkor a tekercshez képest?

5. Feladat

Az alábbi ábrák homogén mágneses térben mozgó elektromosan töltött részecskék sebességének és a rájuk ható erőnek az irányát mutatják. Határozzuk meg a mágneses indukció (mágneses mező) irányát!

6. Feladat

Egyenes tekercset készítünk úgy, hogy egy hosszú réz vezetéket hengerre tekerünk. Az elkészült tekercsre kössünk zsebtelepet (elem, feszültség forrás), melynek belső ellenállása elhanyagolható. Az elkészült tekercsben mikor lesz nagyobb a mágneses indukció (mágn. térerősség) nagysága, ha:

a) a teljes huzalt feltekerjük?

b) csak huzal felét használjuk fel?

7. Feladat

Mekkora áram folyik abban a hosszú, egyenes vezetőben, amelytől 1 cm -re a mágneses indukció nagysága B?

8. Feladat

Vízszintes helyzetű sínek távolsága 40 cm. A sínpárra merőlegesen 0,2 T erősségű homogén mágneses tér van jelen. A sínpár egyik végét 0,1 Ohm nagyságú ellenállással kötöttünk össze, a többi ellenállás elhanyagolható. A sínekre merőlegesen fektetett 200 g tömegű fémrudat 0,32 N nagyságú állandó erővel húzzuk jobbra.

9. Feladat

Mennyi idő alatt változik a mágneses fluxus zérusról (Fi) -re, ha az indukált feszültség a 12 000 menetes tekercsben 800 mV?

10. Feladat

Mekkora az L önindukciós tényezője annak a tekercsnek, amelyben 0,5 s alatt egyenletesen bekövetkező 0,5 A áramerősség változás 0,12 V önindukciós feszültséget hoz létre?