Egy tekercs ohmos ellenállása $6\ \Omega$, induktivitása $0,4\ \mathrm{H}$. A tekercset egy $24\ \mathrm{V}$ feszültségű, elhanyagolható belső ellenállású telepre kötjük.
a) Mekkora maximális áramerősség alakul ki a tekercsben?
$I_{\mathrm{max}}=4\ \mathrm{A}$
Adatok:
$R=6\ \Omega $
$U=24\ \mathrm{V}$
$L=0,4\ \mathrm{H}$
$\mathit{\Delta} t=0,05\ \mathrm{s}$
a) A keresett áramerősség meghatározása:
3 pont
(bontható)
$$I_{\mathrm{max}}=\frac{U}{R}$$
$$I_{\mathrm{max}}=\frac{24\ \mathrm{V}}{6\ \Omega }$$
$$I_{\mathrm{max}}=4\ \mathrm{A}$$
(képlet + behelyettesítés + számítás, 1 + 1 + 1 pont)
b) Mekkora energiát tárol a tekercs ekkor?
$E=3,2\ \mathrm{J}$
b) A tekercs energiájának meghatározása:
3 pont
(bontható)
$$E=\frac{1}{2}L\cdot I^2_{\mathrm{max}}$$
$$E=\frac{1}{2}L\cdot 0,4\ \mathrm{H}\cdot (4\ \mathrm{A})^2$$
$$E=3,2\ \mathrm{J}$$
(képlet + behelyettesítés + számítás, 1 + 1 + 1 pont)
c) Mekkora ebben az esetben a tekercs teljes fluxusa?
$N\cdot \mathit{\Phi}=1,6\ \mathrm{Vs}$
c) A tekercs teljes fluxusának meghatározása:
3 pont
(bontható)
$$N\cdot \mathit{\Phi }=L\cdot I_{\mathrm{max}}$$
$$N\cdot \mathit{\Phi}=1,6\ \mathrm{Vs}$$
(képlet + számítás, 2 + 1 pont)
d) Az áramkörben erről az értékről az áramerősséget $0,05\ \mathrm{s}$ alatt egyenletesen nullára csökkentjük. Mekkora az indukált feszültség abszolút értéke?
$\left|U\right|=32\ \mathrm{V}$
d) A tekercsben indukált feszültség nagyságának meghatározása:
3 pont
(bontható)
$$\left|U\right|=\frac{\left|\mathit{\Delta} \mathit{\Phi}\right|}{\mathit{\Delta} t}$$
$$\left|U\right|=\frac{1,6\ \mathrm{Vs}}{0,05\ \mathrm{s}}$$
$$\left|U\right|=32\ \mathrm{V}$$
(képlet + behelyettesítés + számítás, 1 + 1 + 1 pont)
Összesen: 12 pont