Η αντίσταση R = 3Ω, του διπλανού σχήματος βρίσκεται στο όριο υπερθέρμανσης και καταστροφής, όταν καταναλώνει ισχύ P = 27W. Με τον διακόπτη στη θέση 1, συνδέουμε την πηγή συνεχούς, που έχει εσωτερική αντίσταση r = 1Ω.
α) Ποια πρέπει να είναι η ΗΕΔ ΕDC αυτής της πηγής;
Θέλουμε να μεταφέρουμε τον διακόπτη στη θέση 2, συνδέοντας πηγή εναλλασσόμενης τάσης, που προέρχεται από στρεφόμενο ορθογώνιο πλαίσιο, με διαστάσεις α = 30cm, β = 40cm, μέσα σε μαγνητικό πεδίο έντασης Β = 0,01Τ κάθετα στον άξονα περιστροφής του. Το πλαίσιο έχει Ν = 1000 σπείρες και στρέφεται με γωνιακή ταχύτητα ω = 10√2rad/s.
β) Κάποιος ισχυρίζεται ότι δεν πρέπει να το κάνουμε γιατί ο αντιστάτης θα λειώσει. Έχει δίκιο;
γ) Να γράψετε την εξίσωση i = f(t) του εναλλασσόμενου ρεύματος, που θα παρέχει αυτή η πηγή σε συνάρτηση με το χρόνο, αν την t0 = 0s, i = 0A και το εμβαδικό διάνυσμα του πλαισίου είναι ομόρροπο με το διάνυσμα . Στη συνέχεια να την παραστήσετε γραφικά για μια περίοδο στο ίδιο σύστημα αξόνων με το αντίστοιχο ρεύμα IDC, που παρέχει η πηγή συνεχούς.
δ) Ποιες χρονικές στιγμές στη διάρκεια της πρώτης ημιπεριόδου έχουμε i = IAC; Σε τι ποσοστό του χρόνου μιας περιόδου αντιστοιχεί ο συνολικός χρόνος υπέρβασης του ορίου ρεύματος;
ε) Τι αλλαγές θα προτείνατε για την πηγή στρεφόμενου πλαισίου, ώστε να παρέχει την επιτρεπόμενη τάση στην αντίσταση;
στ) Αν υπολογίζαμε τη μέση ισχύ θα μπορούσαμε να εξετάσουμε αν κινδυνεύει να καταστραφεί ο αντιστάτης;
Ένα μικρό σώμα μάζας Σ, μάζας m = 0,3√3kg και φορτίου q = 5mC βρίσκεται ακίνητο σε σημείο Α λείου κεκλιμένου επιπέδου γωνίας θ =30°. Στο χώρο, εκτός από το (ομογενές) βαρυτικό πεδίο της Γης, μέτρου έντασης g = 10Ν/kg, υπάρχει και οριζόντιο ομογενές ηλεκτρικό πεδίο έντασης Ε , άγνωστης φοράς.