الحث المتبادل والحث الذاتي ونمو التيار: معامل الحث وقانون لنز

معامل الحث المتبادل $M = \frac{\mu N_1 N_2 A}{\ell}$ يتوقف على الملفين فقط

فلا يتغير بتغير $\frac{\Delta I_1}{\Delta t}$ والخط مستقيم أفقي

الإجابة (أ).

تيار الابتدائي ثابت (بطارية) فالفيض خلال الثانوي ثابت

لا تتولد emf مستحثة إلا عند تغير الفيض،‏ فلا يضيء المصباح مطلقًا عند غلق $K$

الإجابة (د).

$emf_2 = M\,\frac{\Delta I_1}{\Delta t} = 0.1\times\frac{4}{0.01} = 40$ V

الإجابة (ب).

$emf = M\,\frac{\Delta I}{\Delta t} \Rightarrow \Delta t = \frac{M\,\Delta I}{emf} = \frac{0.3\times10}{60} = 0.05$ s

الإجابة (ب).

$(emf)_2 = M\,\frac{\Delta I_1}{\Delta t}$ فميل الخط $= M$

$M = \frac{0.6}{1.2} = 0.5$ H

الإجابة (د).

التيار المستحث في الثانوي عكس اتجاه تيار الابتدائي (بالنسبة للف) فالفيض في ازدياد

أي يزداد تيار الابتدائي وذلك بإنقاص مقاومة الريوستات

الإجابة (ب).

بإنقاص $S$ يزداد تيار الملف (A) فيزداد الفيض في القلب المشترك

يتولد في الملف (B) تيار يعاكس الزيادة (قانون لنز) فيخرج من الطرف $C$ فهو القطب الموجب للملف

جهد $C$ أكبر من جهد $D$

الإجابة (أ).

بإنقاص $S$ يزداد تيار الملف (y) فيتولد تيار مستحث في كل من (x) و (z) في نفس الاتجاه

$emf \propto N$ فـ $\frac{(emf)_z}{(emf)_x} = \frac{3N}{N} = 3$ والمقاومة واحدة

فينحرف $G_2$ على يمين الصفر بزاوية أكبر من $\theta$

الإجابة (ج).

بثبات التيار $\frac{\Delta I}{\Delta t} = 0$ فتنعدم emf الحث الذاتي

فيثبت التيار عند $I = \frac{V}{R}$

الإجابة (ج).

emf الحث الذاتي الطردية تتولد عند تناقص التيار (تعاكس النقص)

فتح $K_2$ يزيد المقاومة الكلية فيقل التيار،‏ أما الإجراءات الأخرى فتزيد التيار فتتولد emf عكسية

الإجابة (ب).

المصباح على التوازي مع الملف،‏ وعند فتح $K$ يستمر تيار الملف في المرور فيه بفعل emf الحث الذاتي

ويتناقص تدريجيًا فتقل إضاءة المصباح تدريجيًا

الإجابة (ج).

$L = \frac{emf}{\Delta I/\Delta t}$ فوحدتها $\frac{V\cdot s}{A} = \Omega\cdot s$

الإجابة (ب).

$L = \frac{\mu N^2 A}{\ell}$ فـ $L \propto N^2$

العلاقة منحنى من الدرجة الثانية يبدأ من الصفر

الإجابة (ج).

$L = \frac{\mu N^2 A}{\ell}$ فـ $\frac{L'}{L} = \frac{(2N)^2/2\ell}{N^2/\ell} = 2$

الإجابة (ج).

$L = \frac{N\,\Delta\phi_m}{\Delta I} = \frac{100\times0.05}{4} = 1.25$ H

الإجابة (ج).

$L = \frac{\mu N^2A}{\ell} = \frac{4\times3.14\times10^{-7}\times500^2\times40\times10^{-4}}{0.4} = 3.14\times10^{-3}$ H

$emf = L\,\frac{\Delta I}{\Delta t} = 3.14\times10^{-3}\times\frac{2}{0.1} = 6.28\times10^{-2}$ V

الإجابة (ب).

عند غلق الدائرة يزداد التيار من الصفر إلى $\frac{V}{R}$ بمعدل يتناقص

فتتناقص $emf = L\,\frac{\Delta I}{\Delta t}$ من أكبر قيمة إلى الصفر،‏ ويمثل ذلك الشكل (ج)

الإجابة (ج).

معدل نمو التيار لحظة الغلق $\frac{\Delta I}{\Delta t} = \frac{V_B}{L}$ لا يتوقف على $R$

المنحنى (1) أشد ميلًا عند البداية فـ $L_1 < L_2$

الإجابة (ب).

$I_{max} = \frac{V}{R} = \frac{120}{15} = 8$ A و $I = 0.8\times8 = 6.4$ A

$\frac{\Delta I}{\Delta t} = \frac{V - IR}{L} = \frac{120 - 6.4\times15}{0.6} = 40$ A/s

الإجابة (ب).

عند الموضع $a$ تكون $R = 0$ فـ $I_a = \frac{12}{3} = 4$ A

$\frac{\Delta I}{\Delta t} = \frac{emf}{L} = \frac{15}{0.1} = 150$ A/s فـ $\Delta I = 150\times0.02 = 3$ A

التيار يتناقص: $I_b = 4 - 3 = 1$ A ومنها $R_b = \frac{12}{1} - 3 = 9\ \Omega$

الإجابة (ج).

$V_{xz} = 4 + 4 = 8$ V

الإجابة (ج).

السلك المستقيم لا يتولد فيه حث ذاتي يُذكر فيصل التيار لأقصاه فورًا (المصباح $Z$)

الملف الهوائي يؤخر نمو التيار بمقدار $\tau = \frac{L}{R}$،‏ والملف ذو القلب الحديدي له $L$ أكبر فيؤخره أكثر

فالزمن اللازم للوصول لأقصى إضاءة: $Y > X > Z$

الإجابة (ج).

$M = \frac{\mu N_xN_yA}{\ell}$ و $L_x = \frac{\mu N_x^2A}{\ell}$ (ملفان متداخلان بنفس القلب)

الإجابة (ب).

$M = \frac{N_S\,\Delta\phi_S}{\Delta I_P} = \frac{3N\times0.6\,\Delta\phi_P}{\Delta I_P}$ و $L_P = \frac{N\,\Delta\phi_P}{\Delta I_P}$

الإجابة (د).

لحظة غلق الابتدائي $\frac{\Delta I_1}{\Delta t} = \frac{V}{L_1} = \frac{20}{0.04} = 500$ A/s

$M = \frac{emf_2}{\Delta I_1/\Delta t} = \frac{5}{500} = 0.01$ H

الإجابة (ب).