Fizika II.
Mekkora négy áramjárta síklapok által határolt cső belsejében a mágneses indukció, ha az áram körbe folyik a palást mentén?
A cső belsejében a mágnese indukciók összegződnek
Mi a fajlagos ellenállás? Adja meg a mértékegységét!
A fajlagos ellenállás az anyag elektromos vezetési tulajdonságait jellemző anyagi állandó. Nagyon jó elektromos vezetőkre kicsi, míg gyenge vezetőkre nagy az értéke. Tökéletes szigetelő esetén az értéke végtelen. Mértékegysége: Ωm²/m=Ωm
Mi a fajlagos vezetés?
A fajlagos vezetés a fajlagos ellenállás reciproka. Az anyag vezetési tulajdonságát méri. Egy anyag annál jobb vezető, minél kisebb a fajlagos ellenállása.
Milyen kapcsolatban van az áramerősség és a feszültség egy ohmikus ellenálláson?
A feszültség az árammal azonos fázisban van egy ohmikus ellenálláson, mivel egyszerre van maximumuk és minimumuk. A feszültség amplitúdó és az áram amplitúdó kapcsolatát az Ohm-törvény adja meg.
Milyen kapcsolatban van az áramerősség és a feszültség egy C kapacitású kondenzátoron? Mekkora a kapacitív ellenállás?
A feszültség késik π/2-vel az áramhoz képest A kapacitív ellenállás a feszültség és az áram amplitúdójának hányadosaként adható meg. (1/Cω)
Milyen kapcsolatban van az áramerősség és a feszültség egy L induktívitású tekercsen? Mekkora az induktív ellenállás?
A feszültség siet π/2-vel az áramhoz képest Az induktív ellenállás a feszültség és az áram amplitúdójának hányadosaként adható meg. (Lω)
Mi a feszültségosztó? Adja meg a rá vonatkozó formulát!
A feszültségosztó kettő vagy több ellenállásból épül fel úgy, hogy az ellenállásokat egymással sorosan kötjük az alábbi módon:
*Írja le az integrális Gauss-törvényt elektromos térre!*
A fluxus az elmetszett erővonalak számával arányos. Zárt felület fluxusa egyenlő a kilépő vonalak száma - a belépő vonalak száma Zárt felület fluxusa nem függ a felület alakjától, csak attól függ, hogy mennyi a zárt felületen belül lévő töltésmennyiség. Elektromos fluxus mértékegysége: Nm²/C
*Mi a fluxus és mi neki a szemléletes jelentése (pl. áramsűrűség fluxusa)?*
A fluxus általában egy adott felületen átáramló anyag vagy energia mennyiségét jelenti vagy egy erőtérnek a felületen való áthatolását jellemzi. Áramsűrűség esetén a fluxus megegyezik az áramerősséggel (ld. mellékelt képlet)
Írja fel egy R sugarú töltött vezetőgömb elektromos térerősségét a gömbön belül és azon kívül!
A gömb felületét elhagyva a térerősség a távolság négyzetével arányosan csökken
Hogyan lehet kiszámolni a feszültséget az elektromos potenciál ismeretében?
A két pont közötti elektromos feszültség tehát a két pont elektromos potenciáljának különbsége:
Ismertesse az elektromos megosztás jelenségét!
A külső mező hatására történő töltésszétválasztás az elektromos megosztás.
Mekkora a felvett elektromos és a leadott mechanikai teljesítmény egy vezetővel lezárt mozgó rúd esetén mágneses térben?
A leadott mechanikai teljesítmény megegyezik a felvett elektromos teljesítménnyel ha nincs súrlódási veszteség. A mechanikai energia átalakul teljes egészében elektromos energiává
Mi mond ki a töltésmegmaradás törvénye?
Egy zárt rendszerben az elektromos töltések teljes mennyisége állandó (ld. dörzsölési kísérletek), azaz a zárt rendszerben a töltések előjeles algebrai összege állandó. Nyílt rendszer esetén az adott idő alatt bejövő és kimenő töltésmennyiség különbsége megegyezik a rendszerben történő töltésmennyiség változásával.
Definiálja az elektromos és mágneses fluxust!
Elektromos fluxus (FiE): „A" felületre „E" térerősség hat, a fluxus ezen felületen áthaladó elektromos térerősség vonalak száma. Minél több a töltés annál nagyobb a térerősség, erővonalak száma és az elektromos fluxus!! Mértékegysége: Nm²/C Mágneses fluxus (FiB): „A" felületre „B" mágneses térerősség (mágneses indukció) hat, a fluxus ezen felületen áthaladó mágneses térerősség vonalak száma. Mértékegysége: 1 Wb
Milyen kapcsolatban van az elektromos térerősség és az elektromos indukció?
Elektromos indukciót D-vel jelöljük, a permettivitás és a térerősség szorzata, szintén vektormennyiség
Definiálja az elektromos potenciált!
Elektromos potenciál az időben állandó elektromos tér egységnyi töltésre vonatkozó munkavégzése az adott helyről a referencia-helyre történő mozgatásnál.
*Mi az elektromágneses hullám?*
Elektromágneses mezőnek (E és B együtt) a vezető testekről leváló, azoktól függetlenül tovaterjedő változását elektromágneses hullámoknak nevezzük.
Hogyan lehet meghatározni egy fogyasztó ellenállását „Ohm 2" kapcsolással? Mekkora ellenállása van az ideális áramerősség-mérőnek?
Ideális áramerősségmérőnek 0 az ellenállása!!
Mit mér és hogyan működik a katódsugár-oszcilloszkóp?
Időben változó jelek, feszültségek megrajzolására szolgál. Az oszcilloszkóp az U(CD) feszültséget méri az időfüggvényében
Mi a nyugalmi indukció?
Időben változó mágneses tér egy zárt nyugvó áramvezetőben feszültséget indukál, amely hatására a zárt vezetőben áram folyik.
Mit mond ki a Lenz-törvény?
Változó mágneses térbe helyezett nyugvó zárt vezetőkben olyan irányú elektromos áram jön létre (indukálódik), hogy mágneses terével fékezze a mágneses térben bekövetkező változást.
*Definiálja két vektor vektoriális szorzatát!*
a két vektor nagyságának és az általuk bezárt szög sinusának a szorzata Irányát a jobbkéz szabály segítségével kapjuk meg, minden esetben merőleges a két összeszorzott vektor által kifeszített síkra. Jobbsodrású rendszer!!
*Definiálja két vektor skaláris szorzatát!*
a és b vektorok skaláris szorzata= a vektor nagysága ˙ b vektor nagysága ˙ a két vektor által bezárt fi szög cosinusa
Definiálja a relatív dielektromos állandót!
az a szám, amely megmutatja, hogy a térerősség hányszor kisebb, ha a térben vákuum helyett valamilyen szigetelőanyag található
Írja fel a Kirchhoff-féle huroktörvényt elektromos térben!
A Kirchhoff-féle hurok törvény, amit K2-nek is hívnak kimondja, hogy egy telepből és egy fogyasztóból álló áramkörben a telep előjeles elektromotoros ereje egyenlő a fogyasztók (R és Rb) feszültségeinek előjeles összegével. A K2 alkalmazásánál egy körbejárási irányt kell választani.
Mire használják a Maxwell-egyenleteket?
A Maxwell-egyenleteket az elektromos és mágneses teret jellemző mennyiségek kiszámolására használják. Ha ismerjük a töltések térbeli elhelyezkedését és időbeli mozgását, akkor az elektromos térjellemzők (E, D) és mágneses térjellemzők (B, H) nagysága és iránya meghatározható a tér bármely pontjában.
Mekkora erő hat egy szabad ponttöltésre elektromos térben (elektromos Lorentz-erő)?
q: a szabad ponttöltés, amit vizsgálunk, míg E: a térerősség, amelyet a kötött töltések keltenek.
Adja meg a Q ponttöltés elektromos potenciálját!
r függvényében
Mit nevezünk örvényerősségnek?
Egy vektormennyiség zárt görbére vett vonalmenti integrálja
Mekkora a mágneses tér egy szolenoid ill. toroid belsejében?
Szolenoid: B=µ₀nI
Hogyan lehet meghatározni egy ismert töltéssűrűségű rendszer elektromos térerősségét?
Szuperpozíció elve alapján
Ismertesse az elektromos és a mágneses tér erővonalakkal történő ábrázolási módját!
*Elektromos tér* :Pozitív töltés esetén kifelé mutatnak az erővonalak, negatív töltés esetén a töltés irányába. Az áramvonalak sűrűsége a térerősség nagyságát jelöli. *Mágneses tér* :Ugyanúgy az elektromos térhez hasonlóan a mágneses térerősség nagyságát az erővonalak sűrűsége, a vonalak iránya pedig a mágneses tér irányát adja meg. Gyakori szemléltetés a patkómágnes közelébe szórt vasreszelék:
*Mire használhatóak a Kirchhoff-féle csomóponti- és huroktörvények? Mi az input és mi az eredmény?*
1) Csomóponti törvény: stacionárius áramok esetén a csomópontba befolyó áramok összege egyenlő a kifolyó áramok összegével (KI törvény) 2) Hurok törvény: Zárt hurokban a feszültségek körbejárás szerinti előjeles összege egyenlő a hurokban lévő telepek elektromotoros erőinek előjeles összegével (KII törvény) A KI és KII törvényeket összetett áramkörökben lévő áramerősségek és feszültségek meghatározására alkalmazhatjuk. Az input az elemek (telepek) elektromotoros ereje és a fogyasztók ellenállása Az output, amit a KI és KII egyenletrendszerek megoldásával kapunk, a fogyasztókon átfolyó áramok és a fogyasztók feszültségei
*Ismertesse a Faraday-féle indukciós törvényt!*
A mágneses fluxus időbeli változása egy zárt vezetőben elektromos teret kelt, amelynek elektromotoros ereje a mágneses fluxus idő szerinti deriváltjának mínusz egyszerese.
Definiálja a mágneses indukciót, adja meg SI egységét!
A mágneses indukciót használjuk a mágneses tér "erősségének" jellemzésére. Valójában a mágneses indukció vektormennyiség, a mágneses térben mozgó q töltésre ható maximális F erő és a töltés erősségének sebességével való szorzatának hányadosa. Mértékegysége: N/Am vagy T (Tesla)
Ismertesse a mágneses megosztás jelenségét!
A mágneses megosztás azt jelenti, hogy egy mágnes úgy is kifejti mágneses vonzását, ha a test közvetlenül nem érintkezik vele, és a különböző testek ezt továbbadják.
A mágneses tér konzervatív vagy nem-konzervatív?
A mágneses teret azonban nem tekintjük konzervatívnak, mert örvénylés van benne:
Mekkora munkát végez a mágneses tér mozgó töltésen?
A mágneses tér szabad töltésen nem végez munkát.
Milyen kapcsolatban van a mágneses térerősség és a mágneses indukció?
A mágneses térerősség jele: H, vektormennyiség, a tér minden pontjában az adott Mágneses indukció vektor nagyságától és irányától függ
Mekkora indukált feszültség lép fel egy rúd két vége között, ha a rudat mágneses térben állandó sebességgel mozgatjuk?
A rúd a és b sarkai közt mérhető feszültség, ha a mágneses tér, a rúd hossztengelyének iránya és a mozgatás iránya egymásra kölcsönösen merőleges
Hogyan függ egy telep által leadott teljesítmény a terheléstől?
A terhelés a leadott vagy felvett energiát (teljesítményt) jellemző fogalom. A telep annál jobban terhelt, minél nagyobb a telep által leadott teljesítmény. Emiatt a telepet rövidzár esetén terheljük legjobban, míg szakadás esetén a telep terheletlen. Tehát minél kisebb a fogyasztó ellenállása (1/RB>1/RB+R), annál nagyobb a telep terhelése.
Mi a transzformátor? Hogyan lehet le és fel transzformálni a feszültséget és az áramot?
A transzformátor két tekercsből és egy zárt vasmagból áll. A tekercseket primer és szekunder tekercseknek hívják és fel vannak fűzve a vasmagra. Feladata, hogy a szinuszosan válatkozó feszültséget és áramerősséget változtassa. A feszültséget úgy lehet feltranszformálni ha Ns>Np. Ekkor az áramot letranszfromáljuk. A feszültséget úgy lehet letranszformálni ha Ns<Np. Ekkor az áramot feltranszformáljuk.
*Ismertesse Kirchhoff csomóponti törvényét!*
A törvény a töltésmegmaradás törvényéből származtatható, és kimondja, hogy egy csomópontba befolyó áramok erősségeinek összege egyenlő a csomópontból kifolyó áramok erősségeinek összegével.
Ismertesse az áramsűrűség áramvonalakkal történő ábrázolásának módját?
A vektortér szemléltetése áramvonalakkal: a töltések mozgását és adott pont béli sűrűségét szemléltetik. Ahol sok vonalat látunk, ott vagy nagy az áramerősség, vagy kicsi a töltések mozgására merőleges felületelem, amit vizsgálunk.
*Definiálja az áramerősséget!*
A vezető teljes keresztmetszetén időegység alatt átáramlott töltésmennyiség. Jele: I mértékegysége: Ampere
Hogyan történik a villamos energia előállítása? Mi a generátor?
A villamos energia előállításakor energiaátalakítás (konverzió) zajlik le egy NEM ELEKTROMOS energiából (pl. mozgási, helyzeti, kémiai stb.) ELEKTROMOSBA. Az átalakítás a legtöbb esetben a mozgási indukción alapszik, amely során a forgási energia alakul át elektromos energiává. Az energiaátalakító eszközt generátornak hívják. A generátor elvben egy állandó mágneses térbe helyezett forgó keret, amely szinuszosan váltakozó feszültséget állít elő. Az energiaátalakítás legtöbb esetben többlépcsős (pl. vízerőmű)
Az elektromos energiát milyen mértékegységben adják meg a gyakorlatban?
Az elektromos energiát kWh-ban szokták megadni.
*Definiálja az elektromos feszültséget! Mi a mértékegysége?*
Az elektromos feszültség megadja az elektromos tér munkavégző-képességét egységnyi nagyságú töltésre vonatkoztatva a tér két pontja között. Mérésére voltmérőtalkalmazunk, mértékegysége V (Volt).
Mi a kapcsolat az elektromos indukció és az elektromos térerősség között?
Az elektromos indukció arányos az elektromos térerősséggel
Adja meg a homogén elektromos tér potenciáljára vonatkozó összefüggést!
Az elektromos potenciál homogén elektromos térben egyenlő az E és a választott pontok közti távolság párhuzamos vetületének szorzatával
Hogyan határozható meg az elektromos teljesítmény a feszültség és az áramerősség mérésével?
Az elektromos teljesítmény a mért feszültség és az áramerősség szorzata.
Mi a töltések kvantáltsága?
Az elektromos töltés kvantált (nem lehet akármekkora), azaz minden test egy elemi töltés többszöröse. Ez az elemi töltés egy elektron töltésének nagyságával egyezik meg. (e=1.610*10⁻¹⁹Coulomb). Ezt először a Millikan-kísérlettel bizonyították.
Hogyan számolja ki a párhuzamosan kapcsolt ellenállások eredő ellenállását?
Az eredő ellenállás reciproka egyenlő a párhuzamosan kapcsolt ellenállások reciprokának összegével. Párhuzamos kapcsolás → Reciprok
Hogyan történik a villamos energia szállítása az erőműtől egészen a végfogyasztóig?
Az erőműben a transzfromátorral a feszültséget feltranszformálják, míg az áramot le, hogy kicsi legyen a hálózati áramveszteség. A végfogyasztás előtt viszont letranszformálják a feszültséget, míg az áramot viszont fel.
Rajzolja le egy mágnesrúd mágneses erővonalait!
Az erővonalak az északi pólusból kifele mutatnak, a déli pólusba befele mutatnak.
Hogyan változik a mágneses indukció anyagi közegben?
Az esetek többségében µ>1, azaz B nő az anyagban, de nem mindig igaz ez. Vannak olyan anyagok melyek ellenteret hoznak létre így csökken bennük a B
Ismertesse az elektrosztatika alaptörvényeit!
Az időben állandó elektromos tér forrásos, de nincsenek örvények. Az elektromos indukció (D) zárt felületre vett fluxusa (fi) a zárt felületen belül lévő töltésmennyiséggel (Q) egyenlő 1) Az elektromos térerősség örvényerőssége tetszőleges zárt görbére nulla
Ismertesse a magnetosztatika alaptörvényeit!
Az időben állandó mágneses térnek nincsen forrása, de örvénylő A mágnes indukció zárt felületre vett fluxusa nulla (nincs mágneses töltés) A mágneses térerősség örvényerőssége tetszőleges görbére egyenlő a görbét átmetsző áramok előjeles összegével
*Adja meg az induktivitás definícióját!*
Az induktivitást a mágneses fluxus és a mágneses teret keltő áramerősség hányadosaként értelmezzük. Jele: L
Mit nevezünk áramcsatornának és mágneses fluxuscsatornának?
Az áramcsatorna egy olyan vezető drót vagy cső, amelynek a burkoló felületen át nincs töltés transzport. Ez azt jelenti, hogy az áramvonalak mindig a cső belsejében haladnak. A mágneses fluxuscsatorna egy olyan vezető drót vagy cső, amelynek a burkoló felületen mágneses erővonal nem halad keresztül. Ez azt jelenti, hogy a mágneses erővonalak mindig a cső belsejében haladnak.
Írja fel az áramerősség időfüggését egy tekercs ellenálláson keresztül történő lemágnesezése esetén (RL kör rövidre zárása)!
Az áramerősség exponenciálisan csökken az időben. A lemágneseződés annál gyorsabb minél kisebb az időállandó. A folyamat vége, hogy a tekercs elveszti a mágneses terét.
Hogyan kell egy áramerősség-mérőt és egy feszültségmérőt áramkörbe kapcsolni?
Az áramerősség mérőt sorosan kell kapcsolni. A feszültségmérőt párhuzamosan kell kapcsolni.
Mi az áramosztó? Adja meg a rá vonatkozó formulát!
Az áramosztó kettő vagy több ellenállásból épül fel úgy, hogy az ellenállásokat egymással párhuzamosan kötjük.
Definiálja az áramsűrűség-vektort!
Az áramsűrűséget a felületen áthaladó áramból számítjuk, a vizsgált felület mindig merőleges az áram irányára. A vektor, amellyel a mozgó töltések sűrűségét írjuk le a következőképpen számolható: Mértékegysége: [j]=A/m²
Adja meg az elektromos potenciálra vonatkozó szuperpozíció elvét!
Azaz az egyes töltések potenciáljai összeadódnak
Ismertesse az elektromos potenciál szintvonalas ábrázolási módját!
Azonos potenciálú helyek halmaza alkot egy szintvonalat. A térben ezek nem vonalak, hanem felületek és ekvipotenciális felületnek hívjuk őket, például egy töltés esetén a töltés köré írt koncentrikus körök, ha nincs más töltés, amely hatással lenne az adott tér elektromos potenciáljára. Minél sűrűbben vannak a szintvonalak egy adott hely körül, annál gyorsabban változik a potenciál a helynél.
Mit nevezünk rezonanciának az RLC körben? Mitől függ a rezonancia-frekvencia (Thomson-képlet)?
Azt nevezzük rezonanciának, amikor a jelgenerátor frekvenciája olyan értékű, amelynél az RLC körben az áramerősség amplitúdója maximális. Ilyenkor áramrezonanciáról beszélünk.
Miből áll a Daniell-elem? Mi történik az elemben?
Cink elektródát mártunk cinkszulfát oldatba, míg réz elektródát teszünk rézszulfát oldatba. A réz elektródán réz válik ki, míg a cink elektródáról cink oldódik az oldatba. Emiatt a cink elektróda negatívan töltött, míg a réz elektróda pozitívan. A két elektródát összekötve áram kezd el folyni. A két oldatot egy ionszelektív diafragma választja el, ami a cink és a réz ionok keveredését nem engedi.
Definiálja a mágneses feszültséget! Mi a mértékegysége?
Csak két pont között lehet definiálni az elektromos feszültséghez hasonlóan. Az elektromos feszültség képletében lévő elektromos térerősséget (E) kell lecserélni mágneses térerősséggel. Mértékegysége Ampere
*Mi az elektromos ellenállás? Ismertesse az elektromos Ohm-törvényt!*
Egy adott áramvezető két pontja közti potenciálkülönbséget (feszültséget) változtatva mérjük a vezetőben folyó áramerősséget. Azt kapjuk, hogy a feszültség és az áramerősség hányadosa mindig állandó. Ezt a hányadost elektromos ellenállásnak hívjuk.
Definiálja a mágneses dipólus momentumot!
Egy mágnes mágneses momentuma az az erő, amellyel hatást gyakorol az áramra, és az a nyomaték, amivel a mágneses mező hat rá.Mágneses momentummal rendelkezik: a Föld, egy áramhurok egy rúdmágnes. A mágneses momentum vektormennyiség, amelynek nagysága és iránya is van.Mágnes esetén a mágneses momentum a mágnes déli sarkától az északi sarka felé mutat.A mágnes által létrehozott mező arányos a saját mágneses momentumával is. Pontosabban, a mágneses momentum kifejezés egy rendszer mágneses dipólus momentumára utal, amely egy általános mágneses mező multipólusú kiterjesztésének első tagja.Az objektum mágneses mezőjének dipól komponense szimmetrikus a mágneses dipól momentumára és a távolság köbével fordítottan arányos.
Mi az elektroszkóp?
Egy töltésmennyiséget meghatározó eszköz. A mutatók (pl. alufóliacsíkok) minél jobban eltávolodnak egymástól, annál nagyobb a mérendő tárgy töltése.
Definiálja az elektromos dipólus momentumot!
Egy valós molekulának akkor van elektromos dipólusa, ha a pozitív és negatív töltések súlypontja nem esik egybe. Mértékegysége: Cm (Coulombméter)
*Mi a felületelem-vektor? A zárt felületnek mi az iránya?*
Felületelem-vektor a felületem területe szorozva normális egységvektorral. A normális egységvektor iránya a zárt felület mentén helyről helyre változik és mindig a felületből kifelé mutat.
Mi az elektromágnes?
Ferromágneses anyaggal (pl. vas) kitöltött szolenoid, amely áram hatására erős mágnessé válik.
Osztályozza az anyagokat fajlagos ellenállásuk hőmérsékletfüggése alapján!
Fémek: az ellenállás a hőmérséklet emelésével növekszik, melyet egy hőmérsékleti tényező segítségével írhatunk le. Szupravezetők: Egy kritikus hőmérséklet alatt az anyagnak nincs fajlagos ellenállása, például egyes kerámiák 100 K-ig nem mutatnak fajlagos ellenállást Félvezetők: A fajlagos ellenállás hőmérsékletfüggésének mérésével az anyagok osztályozhatóak. Szigetelők: Egyáltalán nem vezetik az áramot, fajlagos ellenállásuk végtelen
Mi a mozgási indukció?
Ha egy időben állandó mágneses mezőben egy vezető rudat mozgatunk, akkor a rúd sarkain elektromos feszültség lép fel, amit indukált feszültségnek is hívnak. Ezért vezetők mozgatását időben állandó mágneses térben mozgási indukciónak hívjuk.
Mi a fény? Adja meg a főbb tulajdonságait!
Fény: Elektromágneses hullám Oszcilláló elektromos (E) és mágneses (B) térerősségek terjedése a térben állandó sebességgel Fény forrása: 1) Időben változó mozgást végző töltések keltik (dipólus-sugárzás, antenna) 2) Elektronok ugrálása atompályák között 3) Radioaktív bomlás (gamma sugárzás) stb ... Fény tulajdonágai: 1) Elektromos és mágneses tér együtt oszcillál azonos fázisban 2) Elektromos és mágneses tér merőleges egymásra 3) A fény mind az elektromos, mind a mágneses tér irányára merőlegesen terjed állandó sebességgel és a térerősség, mágneses indukció és a sebesség-vektor jobbsodrású rendszert alkot 4) Térben és időben periodikus stb... A frekvencia (f) és a hullámhossz ( ) kapcsolata: (képleten) Nagy frekvenciának rövid hullámhossz felel meg, míg kis frekvenciának hosszú.
Definiálja az elektromos térerősséget, adja meg SI egységét!
Ha a tér valamely pontjába helyezett Qp próbatöltésre az elektromos tér F erővel hat, akkor e pontban az elektromos térerősség (E). Mértékegysége: N/C A ponttöltés nagyságától független, az elektromos teret létrehozó töltés jellemzője.
Ismertesse a kölcsönös indukció jelenségét és törvényét!
Ha egy tekercs egy másik közelében van, akkor az egyik tekercs mágneses tere jelen van a másik tekercs belsejében is. Emiatt az egyik tekercsben bekövetkező áramváltozás a másik tekercsben feszültséget és áramot indukál. Az egyik tekercs mágneses hatását a másik tekercsre kölcsönös induktivitásnak nevezzük.
Ismertesse az önindukció jelenségét és törvényét!
Ha egy tekercsben változik az áramerősség, akkor a tekercs két vége között feszültség indukálódik a tekercsben bekövetkező mágneses indukció változása miatt. A tekercsben folyó áram változásával fellépő indukciós jelenséget önindukciónak hívjuk. A jelenség a Faraday-féle indukciós törvény miatt lép fel.
Mit ért az elektromos térre vonatkozó szuperpozíció elvén?
Ha van N darab ponttöltés, amelyek létrehoznak E1, E2, ..., EN elektromos térerősségeket, akkor ezen töltések együttes elektromos hatása azonos az összes elektromos térerősség (E1, E2, ..., EN) vektori összegének hatásával. Ez az jelenti, hogy a töltések egymás hatását nem rontja le, de hatásukat függetlenül kifejtik:
Mekkora erővel hat egy Q töltésű síklap egy vele párhuzamos -Q töltésű síklapra?
Hasonlóan a párhuzamos áramok között ható erőkhöz, itt a Q+ töltés elektromos mezeje fejt ki erőt a Q- töltésű lapra, míg a Q- mezeje erőt gyakrolol a Q+ töltésű lemezre
Hogyan állított elő homogén mágneses teret Helmholtz (Helmholtz-tekercs)?
Hermann von Helmholtz két azonos menetszámú, R sugarú tekercset R távolságra helyezett egymástól és azonos áramot folyatott keresztül rajtuk. A geometriai adottságok miatt a tekercsek között kialakult a közel homogén tér, a tekercseken kívül azonban már inhomogén, hisz az egyik tekercs mágneses hatása kisebb ütemben csökken, mint a másiké, és ezáltal ekkor már inhomogén lesz a mágneses tér.
Mit nevezünk homogén elektromos térnek? Hogyan ábrázoljuk?
Homogén elektromos tér: mikor az elektromos tér állandó nagyságú és azonos irányú a térben. A vonalak azonos irányba mutatnak és párhuzamosak egymással. Sűrűségük szintén megadja a térerősséget.
Mi a jelgenerátor? Mit lehet vele csinálni?
Jelgenerátor: időben periodikusan váltakozó feszültségű jelet adó eszköz. A jelgenerátorral tudjuk a feszültség frekvenciáját,amplitúdóját és a jel alakját változtatni.
*Adja meg a kapacitás definícióját, írja fel a síkkondenzátor kapacitását!*
Kapacitás (C): a töltésmennyiség és az elektromos potenciál hányadosát hívják kapacitásnak Kondenzátor kapacitás annyiban különbözik, hogy a töltésmennyiség és a fémtestek (fegyverzetek) közti elektromos feszültség hányadosa
Mi a dörzsölési elektromosság?
Két különböző anyagú makroszkopikus test összedörzsölése, majd szétválasztása révén a testek elektromosan töltött állapotba kerülhetnek. A dörzsölés révén az egyik testből elektronok kerülhetnek át a másikba. Az elektrontöbblettel rendelkező test negatívan töltött, míg az elektronhiánnyal bíró test pozitívan töltött lesz.
*Írja fel az elektromos Coulomb-törvényt, ismertesse a törvényben szereplő fizikai mennyiségek SI egységeit!*
Két pontszerű töltés Q1 és Q2 között ható (vonzó vagy taszító) erő (F12) az alábbiak szerint adható meg. Az erőt Newtonban, a töltések közti távolságot méterben a töltéseket pedig Coulombban, a vákuum diekeltomos állandóját C²/m²N, az e₁₂ az pedig a töltéseket összekötő képzeletbeli egyenes irányvektora, ez egységvektor így csak az irány megadását szolgálja.
Írja fel, hogy külső elektromos térben mekkora (és milyen irányú) forgatónyomaték hat egy elektromos dipólusra!
M iránya merőleges a pE és az E által kifeszített síkra, s velük jobbsodrású rendszert alkot.
Miért spórolunk energiát, ha a feszültséget fel, míg az áramot letranszformáljuk?
Mert ekkor a vonalveszteségi energia jóval kisebb mint a betáplált energia.
Az elektrosztatikus tér miért konzervatív?
Mert örvénymentes.
Mekkora erő hat egy v sebességgel haladó ponttöltésre mágneses térben (mágneses Lorentz-erő)?
Mágnesek jelenlétében v sebességgel mozgó q ponttöltésekre erő hat. (Vektoriális szorzás!!)
*Adja meg az Ampere-törvényt!*
Mágneses indukció zárt görbementi integrálja (örvényerőssége) arányos a zárt görbe által határolt felületen áthaladó áramok algebrai előjeles összegével. Nem függ a görbe alakjától és nagyságától!!
Milyen pályán mozog egy szabad töltés elektromos és mágneses térben?
Mágneses tér: A mágneses erő iránya merőleges a q töltés sebessége és a B által kifeszített síkra. Az erő mindig centrális irányú. Következmény: a pálya kör vagy csavarvonal. Elektromos térben: Az elektromos erő gyorsítja a töltést
*Ismertesse az integrális Gauss-törvényt mágneses térre!*
Mágneses térnél azonban bármilyen zárt felületet veszünk a belépő mágneses vonalak száma mindig egyenlő a kilépő vonalak számával. A mágneses tér fluxusa minden zárt felület esetében zérus.
Osztályozza az anyagokat mágneses szempontból!
Paramágneses anyagok esetén a mágneses indukció nagyobb mint vákuumban lenne. Diamágneses anyagok esetén a mágneses indukció kisebb, mint vákuumban lenne, az indukciót gátolja az anyag. Ferromágneses anyagok a mágneses indukció lényegesen nagyobb, mint vákuumban
Soroljon fel poláros és apoláros molekulákat!
Poláros: CO, H₂O, HCl, NH₃ Apoláros: CO₂,CH₄, O₂
Mit nevezünk mágneses póluserősségnek?
Régen úgy gondolták, hogy ugyanúgy ahogy az elektromos térnek két forrása van, a pozitív és a negatív töltés, úgy a mágneses térnek is két ellentétes tulajdonságú forrása van, a pólusok, melyek erősségének jellemzéséhez bevezették a mágneses póluserősség (p) fogalmát.
Hogyan lehet meghatározni az elektronok fajlagos töltését elektromos térben?
Rögzített töltések által keltett elektromos térbe (elektrosztatikus tér) helyezett szabad töltés gyorsuló mozgást végez.
Hogyan számolja ki a sorosan kapcsolt ellenállások eredő ellenállását?
Soros kapcsolás →Összeadódnak
Hogyan változik az elektromos térerősség és a feszültség a szigetelőben (dielektrikumban)?
Szigetelőben a térerősség és a feszültség is csökken.
Hogyan lehet szinuszosan váltakozó feszültséget létrehozni?
Szinuszosan váltakozó feszültséget egy állandó mágneses térbe helyezett forgó vezetőkerettel állíthatunk elő.
Ismertesse a mágneses indukció számolására vonatkozó Biot-Savart törvényt!
Tekintsünk egy l hosszúságú áramjárta vezetődarabot: A dl hosszú áramdarab örvénylő mágneses mezőt hoz létre. A vezető darab indukciós tere a következőképp írható fel:
Írja le egy végtelen hosszú töltött egyenes vezető elektromos térerősségét a vezetőtől mért távolság függvényében!
Távolsággal fordítottan arányos.
Definiálja az effektív feszültséget és az effektív áramot!
effektív feszültség (Ueff): abból a feltételezésből kapjuk, hogy a váltófeszültség munkája megegyezik az effektív feszültséggel üzemelő egyenfeszültség munkájával effektív áram (Ieff): a váltóáram munkája megegyezik az effektív árammal üzemelő egyenáram munkájával T idő alatt
Hogyan lehet elektromos áramot fenntartani? Mi az idegen térerősség?
Áram fenntartásához a töltéseket folyamatosan vissza kell szállítani a pólusokba! Az elektromos tér ellenében idegen erővel (nem elektromos) lehet csak a pólusok töltöttségét fenntartani. Az idegen erő (Fi) viszi vissza a töltést a kiindulási helyre.
Ismertesse a Wheatstone-hidas ellenállásmérés lényegét!
Összefoglalva: 1) lépés: a fenti kapcsolást megvalósítjuk. 2) lépés: Ismert R3 és R4 mellett változtatjuk az R2-t addig, míg az IA áram nulla nem lesz. 3) lépés: A képletbe behelyettesítve az ellenállások értékét megkapjuk az R1 értékét.
Mekkora ellenállású fogyasztó vesz fel legtöbb energiát a telepből?
Üres kapocs és szakadás esetén a telepből nincs energiafelvétel. Ebből az következik, hogy legtöbb energiát egy köztes ellenállású (R véges) fogyasztó veszi fel a telepből.