Ο αγρότης που σπούδασε …μηχανικός και η γεννήτρια

Ένας αγρότης –  που σπούδασε μηχανικός – θέλει να θέσει σε λειτουργία μια γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος, για να φωτίσει μια αποθήκη στο χωριό. Η μέση ισχύς που θα καταναλώνεται στο εξωτερικό κύκλωμα είναι Pεξ = 2200W και η συνολική αντίσταση των λαμπτήρων του εξωτερικού κυκλώματος Rεξ = 22Ω. H γεννήτρια περιέχει ένα τετράγωνο πλαίσιο με Ν = 120 σπείρες, πλευράς α = 0,5m, που βρίσκεται με το επίπεδό του κάθετο στις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου έντασης μέτρου B = 0,2√2T και τη χρονική στιγμή t = 0 αρχίζει να στρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα μέτρου ω. Το σύρμα του πλαισίου παρουσιάζει αντίσταση ανά μονάδα μήκους R* = 1Ω/m, ενώ τα καλώδια σύνδεσης που θα χρησιμοποιήσει έχουν αμελητέα αντίσταση.
α) Ποιο πρέπει να είναι το πλάτος της εναλλασσόμενης ΗΕΔ από επαγωγή, που αναπτύσσεται στο πλαίσιο αν θέλουμε να λειτουργεί κανονικά η εγκατάσταση;
β) Ποιο πρέπει να είναι το μέτρο της γωνιακής ταχύτητας περιστροφής του πλαισίου;
γ) Ποια είναι η χρονική στιγμή η ΗΕΔ στο πλαίσιο έχει τιμή Ε = Εmax/2 για πρώτη φορά; Ποια είναι η αλγεβρική τιμή της μαγνητικής ροής που διέρχεται τότε από το πλαίσιο;
δ) Να γράψετε τη χρονική εξίσωση της έντασης του ρεύματος του κυκλώματος και να κάνετε την αντίστοιχη γραφική παράσταση για μια περίοδο, σε βαθμολογημένο σύστημα αξόνων.
ε) Να γράψετε τη χρονική εξίσωση της στιγμιαίας ισχύος που καταναλώνεται σε όλη τη διάταξη και να κάνετε την αντίστοιχη γραφική παράσταση για μια περίοδο. Τι μας δίνει το εμβαδόν μεταξύ της γραφικής παράστασης και του άξονα των χρόνων;
στ) Αν για την κίνηση του πλαισίου ο μηχανικός εκμεταλλευτεί έναν μικρό καταρράκτη που περνάει από το χωράφι του με τη βοήθεια υδροστρόβιλου, ώστε η απόδοση της εγκατάστασης να είναι συνολικά 80%, ποια πρέπει να είναι η παροχή της υδατόπτωσης αν το νερό πέφτει από ύψος h = 5m;
Δίνονται: η επιτάχυνση της βαρύτητας  g = 10m/s2, η πυκνότητα του νερού ρ = 103kg/m3 και θεωρούμε τη χρονική στιγμή t = 0 το εμβαδικό διάνυσμα ομόρροπο με την ένταση του πεδίου.

Απάντηση (Word)

Απάντηση (Pdf)

Kατηγορίες

Πρόσφατα άρθρα

Σαν σήμερα

28/3/1930: Η Κωνσταντινούπολη μετονομάζεται και επίσημα σε Ιστανμπούλ
   - Σχετικές αναρτήσεις

Άνοιγμα μενού
Αλλαγή μεγέθους γραμματοσειράς
Αντίθεση
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων