Lesnotas volgens weke en kwartaal - Senior Seconder 2

Blaai deur onderwerpe vir Senior Sekondêr 2 1ste, 2de en 3de Kwartaal, Alle Weke, Alle Vakke

  1. Tuis
  2. Lesnotas volgens weke en kwartaal
  3. Senior Sekondêr 2

VAK: FISIKA

KLAS: SS 2

DATUM:

KWARTAAL: 2de KWARTAAL


WEEK 1

ONDERWERP: Elektromagnetiese induksie

Inhoud

Geïnduseerde stroom

Wette van elektromagnetiese induksie

Induksiespoel

A / C en DC kragopwekker

Transformator en Kragoordrag

Elektromagnetiese induksie is die produksie van elektriese stroom of spanning in 'n geleier wanneer daar 'n relatiewe beweging tussen die geleier en 'n magneetveld of 'n magneet is.

Die geïnduseerde emk of stroom hang af van

  1. die spoed van beweging van die magneet. Hoe vinniger die spoed van beweging, hoe groter is die geïnduseerde stroom
  2. die aantal windings van die spoel
  3. die teenwoordigheid van 'n sagte-yster kern binne die spoel

Die rigting van die geïnduseerde stroom keer om wanneer die bewegingsrigting van die magneet of spoel omgekeer word.

Die spoel A en C word op 'n staalring R gewikkel. Wanneer die skakelaar S naby is, sal 'n defleksie op die galvanometer G verkry word, en wanneer S oop is, sal G 'n defleksie in die teenoorgestelde rigting toon.

Stroom sal in die galvanometer vloei wanneer daar relatiewe beweging tussen die spoel en die magneet is. Daar is so 'n relatiewe beweging wanneer die magneet na die spoel beweeg of weg van die spoel af en wanneer die magneet stilstaan maar die spoel beweeg. So 'n stroom word geïnduseerde stroom genoem en die verskynsel word elektromagnetiese induksie genoem.

EVALUERING

  1. Verduidelik die term elektromagnetiese induksie.
  2. Beskryf hoe geïnduseerde stroom geproduseer word.

Wet van Elektromagnetiese Induksie.

Daar is twee wette van elektromagnetiese induksie

  1. Faraday se wet

2, Lenz se wet

Faraday se wet van elektromagnetiese induksie bepaal dat wanneer daar 'n verandering in die magnetiese kraglyne (emk) is, geïnduseer word, waarvan die sterkte eweredig is aan die tempo van verandering van die vloed gekoppel aan die stroombaan.

Die magnetiese vloed of veldlyne wat 'n spoel verbind hang af van

  1. die magneetveldsterkte
  2. die aantal windings van die spoel
  3. die oppervlakte van elke beurt

Om 'n groot geïnduseerde emk te verkry, beweeg teen 'n hoë spoed oor 'n sterk magneetveld. Faraday se wet gee die grootte van die geïnduseerde emk

Lenz-wet van elektromagnetiese induksie bepaal dat die geïnduseerde emk in so 'n rigting is dat twee die beweging of verandering wat dit produseer, teenstaan.

Lenz-wet gee die rigting van die geïnduseerde emk of geïnduseerde strome.

EVALUERING

  1. Noem Faraday se wet van elektromagnetiese induksie
  2. Staat Lenz wet
  3. Wat is die voordele van hierdie wet vir hedendaagse ingenieurswese/

Induksiespoel

Dit is 'n elektriese toestel wat in staat is om 'n baie hoë intermitterende emk te produseer deur elektromagnetiese induksie vanaf 'n lae spanning GS

Bron bv battery

Dit bestaan uit:

  1. 'n primêre spoel, saamgestel uit 'n paar windings f dik koperdraad, gewikkel op 'n gelamineerde sagte ysterkern. Die laminering van die kern is om verlies aan energie as gevolg van werwelstrome te verminder.
  2. Sekondêre spoel wat die primêre spoel oorvleuel. Dit bestaan uit 'n groot aantal windings van geïsoleerde dun koperdraad. Die punte van hierdie spoel is gekoppel aan 'n verstelbare vonkgaping wat geskep word deur twee verstelbare koperstawe.
  3. Voor die sagte ysterkern van die primêre spoel is 'n maak-en-breek-toestel wat bestaan uit sagte yster-anker wat op 'n ligte koperveer gedra word waaraan 'n platinumkontak met verstelbare skroef geheg is. Die primêre stroombaan word vanaf hierdie kontak voltooi deur 'n sleutel en die battery wat die stroom verskaf.

Die induksiespoel word algemeen gebruik in motorontstekingstelsels en in die werking van x-straalbuise.

EVALUERING

  1. Teken 'n benoemde diagram van die induksiespoel
  2. Beskryf die beginsel van werking van die induksiespoel.

AC en DC kragopwekker.

'n Masjien wat meganiese energie in elektriese energie of elektriese energie in meganiese energie omskakel, word 'n dinamo genoem. Wanneer dit meganiese energie in elektriese energie verander, word dit 'n generator genoem, maar wanneer dit elektriese energie in meganiese energie verander, word dit 'n motor genoem.

Daar is twee klasse kragopwekkers, die wisselstroom (AC) kragopwekker en die gelykstroom (DC) kragopwekker.

Die AC kragopwekker bestaan uit:

  1. 'n anker - 'n reghoekige spoel wat bestaan uit 'n groot aantal windings van geïsoleerde draad

gewikkel op 'n gelamineerde sagte ysterkern.

  1. 'n magneetveld wat geskep word deur die geboë pole van 'n perdeskoenmagneet of 'n

elektromagneet.

  1. twee koperslipringe waaraan die punte van die reghoekige spoel gekoppel is en wat saam met die anker roteer.
  2. twee stilstaande koolstofborsels wat gemaak is om liggies teen die glyringe vas te druk

EVALUERING

  1. Teken 'n benoemde diagram van AC-generator
  2. Beskryf die beginsel van werking van AC-generator.

Gelykstroom (DC) kragopwekker

'n WS-generator kan gemaak word om 'n GS te produseer deur die twee glyringe te vervang met 'n enkele gesplete ring of kommutator. 'n Gesplete ring-kommutator is 'n glipring wat in twee segmente verdeel is wat van mekaar geïsoleer is. Die punte van die spoel is een aan elke gesplete ring of kommutatorsegment gekoppel.

Die kommutator is 'n stroomomskakelaar. Wanneer die ankerspoel gedraai word, skakel die kommutator elke punt van die spoel outomaties van een kwas na die ander oor elke keer as die spoel die helfte van 'n omwenteling voltooi. Soos die stroom in die spoel na elke halwe omwenteling omkeer, word die verbinding tussen die spoel en die borsels omgekeer deur die aksie van die kommutator.

Transformator en Kragoordrag

'n Transformator is 'n elektriese toestel om die grootte van 'n wisselspanning te verander. Dit dien om die em.f van 'n wisselstroom te verhoog of te verlaag. Dit bestaan uit twee afsonderlike stelle spoele, die primêre spoel en die sekondêre spoel. Die primêre spoel is die insetwikkeling van draaddraaie en die sekondêre spoel is die uitsetwikkeling. Die spoele word om 'n sagte-ysterkern gewikkel. Die sagte-yster kern dien om die magnetiese vloed binne die kern te verhoog en te konsentreer. Dit is ook gelamineer, dit wil sê dit bestaan uit velle sagte yster wat van mekaar geïsoleer is in plaas van 'n soliede blok yster. Hierdie laminering verminder verlies aan energie in die vorm van hitte as gevolg van wervelstrome wat in die kern ingebring word.

Stap af transformator

Wanneer 'n wisselende emk of wisselspanning (EP) by die terminale van die primêre spoel (p) toegepas word, word 'n wisselende magnetiese vloed in die ysterkern geproduseer wat die sekondêre spoel(s) verbind of inryg. 'n Afwisselende e,m,f (Es) van dieselfde frekwensie as daardie Ep word in die sekondêre spoel geïnduseer deur wedersydse induktansie.

Wedersydse induktansie is die vloei van geïnduseerde stroom of spanning in 'n spoel as gevolg van 'n wisselende of wisselende stroom in 'n naburige spoel.

Die totale vloed wat die twee spoele verbind is eweredig aan hul aantal windings. Die geïnduseerde emk in die sekondêre spoel (Ep) hang af van die emk in die primêre spoel en van die verhouding van die aantal windings in elke

:. ES = Ns

Ep Np

In 'n ideale transformator met 'n 100% doeltreffendheid, is die drywing wat in die sekondêre spoel ontwikkel word gelyk aan die drywing wat in die primêre spoel ontwikkel word.

:. Es = IP

Ep is

Dus, Es = Ns = Ip

Ep Np Is.

Om 'n transformator te gebruik om 'n toegepaste spanning te verhoog, maw om Es groter as Ep te maak, moet Ns rasper as Np wees. so 'n transformator wat die toegepaste of primêre spanning verhoog of verhoog, word 'n opwaartse transformator genoem. In 'n opstap is die primêre stroom groter as die sekondêre stroom, maar die primêre spanning is minder as die sekondêre spanning.

Energieverliese in praktiese transformator

Daar is energieverliese in praktiese transformators as gevolg van:

  1. Wervelstrome ii. Histerese verlies, iii. Hitteverlies iv. Lekking van magnetiese vloed

Eddy Current verminder doeltreffendheid omdat hulle krag verbruik en dit veroorsaak dat energie verlore gaan in die vorm van hitte. Sulke verlies kan verminder word deur die kern te lamineer.

Histereseverlies is vermorste energie as gevolg van die omkeer van die magnetisering van die kern. Dit word verminder deur die gebruik van spesiale legerings in die kern van die primêre spoel.

Hitteverlies: die primêre en sekondêre spoele het weerstand, 'n mate van energie gaan verlore in die vorm van hitte(I2R) in die spoele. Dit kan verminder word deur dik drade of lae weerstandspoele te gebruik.

Sommige energie gaan verlore as gevolg van lekkasie van magnetiese vloed. Dit ontstaan omdat nie al die lyne van induktien as gevolg van stroom in die primêre spoel heeltemal deur die ysterkern gaan nie. Hierdie verlies word verminder deur doeltreffende kernontwerp.

Voorbeeld

  1. Vind die draairantsoen in 'n transformator wat 'n spanning van 12ov in die sekondêre spoel lewer vanaf 'n primêre spanning van 60v.

        draairantsoen = Ns = 120 = 2

Np 60

  1. 'n Transformator het 500 windings in die primêre spoel en 300 windings in die sekondêre spoel. As die primêre spoel aan 'n 220v-net gekoppel is, watter spanning sal van die sekondêre spoel verkry word? Watter tipe transformator is dit?

        Es = Ns

Ep Np

       

        Es = 300

  1. 500

Es = 220 x 300

500.

Es = 132 v

Dit is 'n afwaartse transformator omdat sekondêre spanning minder is as primêre spanning (132 < 220)

  1. 'n Transformator voorsien 15v vanaf 'n 220v hoofstroom. As die transformator 0.7A van die hoofstroom af neem wanneer dit gebruik word om drie lampe wat parallel gekoppel is aan te steek en elkeen 15v,40w gegradeer het, bereken:
  2. die doeltreffendheid van die transformator

ii die koste om dit vir 24 uur te gebruik teen 30k per kwh.

Primêre of insetkrag = IPVp

        = 0,7 x 220 = 154w

sekondêr (uitsetkrag) =IsVs = (Is x 15 )w

    p = iv

    p =

V

Is = 40

  1. = 2.67A.

Totale stroom geneem deur die 3 lampe in parallel = 3 x 2,67 =8A

:. Uitsetkrag = 8 x 15 = 120 W

Doeltreffendheid = Uitsetkrag X 100

Invoerkrag

        = 120 x 100

  1. = 78%

Krag verbruik = 0,7 x 220 Kw

1000

Totale krag verbruik in 24 uur

= 0,7 x 220 x 24kwh

1000.

Koste teen 30k per kwh

    = ( 0,7 x 220 X 24 X 30

  1. 100

= N1

EVALUERING

  1. Teken 'n benoemde diagram om die werking van 'n transformator te verduidelik wat 24v uit 'n 240v toevoer kan produseer.
  2. Gee twee redes wat verduidelik waarom die doeltreffendheid van die transformator nie 100% kan wees nie.

KRAGOORDRAG

Krag wat by kragstasies opgewek word, word oor groot afstande na verbruikers versprei deur metaalkabels, Krag kan óf teen lae stroom en hoë spanning of teen hoë stroom en lae oorgedra word

Spanning . Omdat die metaalkabels waardeur \h waardeur die krag oorgedra word 'n sekere hoeveelheid elektriese weerstand het, sal die oordrag van krag by hoë stroom tot verlies aan energie in die vorm van hitte lei. Om te vermy, word hierdie krag teen hoë spanning en lae stroom oorgedra. Dit staan bekend as hoëspanning-oordrag.

Lae strome lei tot lae energieverlies. Dit vereis ook dunner kabels, koste van kabelmateriaal word aansienlik verminder as krag met lae stroom en hoë spanning oorgedra word.

Trap-down transformators word gebruik om die hoë oorgedra spannings te verminder tot laer spannings wat benodig word in huis en fabrieke.

Leesopdrag

Nuwe Skool Fisika bl 447 – 457

NAWEEKOPDRAG

1, Geïnduseerde stroom hang af van die

  1. aantal draaie in die spoel
  2. sterkte van die magneet
  1. spoed waarmee die magneet in die spoel gedompel word

Watter hiervan is/is vals

(a) Ek alleen     (b) Slegs II (c) Slegs II en III (d) Slegs III (e) Geen van die bogenoemde nie.

  1. Om 'n wisselstroomdinamo in 'n gelykstroomdinamo om te skakel die ;

(a) aantal windings in die spoel word verhoog (b) sterkte van die veldmagneet word verhoog

(c) glyringe word vervang met gesplete ringe kommutator (d) spoel word op 'n sagte yster anker gewikkel

  1. Watter van die volgende toestelle sal self gebruik word in die werking van 'n petro-aangedrewe motormotor om 'n hoë spanning vanaf 'n lae een te verkry

(a) induksiespoel (b) WS-dinamo (c) GS-generator (d) die transformator (e) die elektriese motor.

  1. 'n Transformator met 5500 draaie in sy primêre word gebruik tussen 'n 240v WS toevoer en 'n 120v ketel. Bereken die aantal draaie in die sekondêre

(a) 1100 (b) 2750 (c) 460 (d) 232 (e) 10.

  1. As 'n stroomdraende spoel op 'n metaalraam gemonteer is, veroorsaak die terug-emk wat in die spoel geïnduseer word

(a) induktansie     (b) Wervelstroom s (c) Elektromagnetisme (d) Dipoolmoment.

Teorie

  1. Beskryf met behulp van 'n diagram die beginsel van 'n induksiespoel. Noem twee toepassings van hierdie toestel.

1b, Noem die wette f elektromagnetiese induksie

3.Onderskei tussen 'n opstap- en 'n afstaptransformator. Gee twee redes waarom dit verkies word

dra krag oor lang afstande deur 'n hoë spanning en 'n lae stroom te gebruik.