Α.
Διαθέτουμε χάλκινο σύρμα του οποίου η διατομή είναι κύκλος με διάμετρο δ=0,2mm έχει ειδική αντίσταση ρ=1,7.10-8Ω.m Το πηνίο φέρει 500 σπείρες οι οποίες εφάπτονται σε μια στρώση και κάθε μια είναι κύκλος διαμέτρου Δ=2cm. Να βρεθούν
α) το μήκος του σύρματος β) το μήκος του πηνίου γ) η ωμική αντίσταση του σύρματος
δ) ο συντελεστής αυτεπαγωγής του πηνίου
δ = 0,2 mm = 2 10-4 m Δ = 2 cm = 2 10-2 m
Συνδέουμε το πηνίο στο κύκλωμα του σχήματος με τον διακόπτη ανοικτό και τον δρομέα σε θέση όπου η αντίσταση του ροοστάτη είναι Rρ = 4 Ω. Η πηγή συνεχούς ρεύματος έχει εσωτερική αντίσταση r = 3 Ω
ο λαμπτήρας έχει χαρακτηριστικά < 6,4W , 8V >
το εμβαδόν διατομής του σύρματος είναι : Ασύρματος = π.δ2/4 = π ( 2 10-4 m )2 / 4 = π.10-8 m2
το εμβαδόν κάθε σπείρας του πηνίου είναι : Ασπείρας = π.Δ2/4 = π ( 2 10-2 m )2 / 4 = π.10-4 m2
επειδή οι σπείρες του πηνίου εφάπτονται οι 500 σπείρες καλύπτουν απόσταση 500 δ = 500 2 10-4 m = 10-1 m αρα το μήκος του πηνίου είναι : lπηνίου = 0,1 m = 10-1 m = 10 cm
το μήκος του σύρματος ισούται με το μήκος κάθε σπείρας επί τον αριθμό των σπειρών : 2π 10-2 m 500 = 10.π m = lσύρματος
η ωμική αντίσταση του σύρματος είναι : Rπ = ρ lσύρματος / Α = 1,7.10-8 Ω.m 10.π m / π.10-8 m2 => Rπ = 17 Ω
ο συντελεστής αυτεπαγωγής του πηνίου είναι :
L = 4π.10-7 Ν/Α2 Ν2 Ασπείρας / lπηνίου = 4π.10-7 Ν/Α2 5002 π.10-4 m2 / 10-1 m => L = 10-3 H = 1 mH