ITAP_Fizik Olimpiyat Okulu

ITAP_FOO Deneme Sınavı: 1.Seviye, Manyetik_2
Başlangıç 23 Şubat-Bitiş 28 Şubat 2014
A )11cm
B )10cm
C )9cm
D )8cm
E )7cm
ku
lu
01. Akımı I=5A olan sonsuz uzun doğrusal bir tel bilinen bir noktada, tele teğet olarak bir
ilmek yapıp sonsuza kadar devam eder (şekildeki gibi). İlmeğin merkezinde H alanın şiddeti
H=41A/m olduğuna göre ilmeğin yarıçapı ne kadardır?
B)8.67(kA/m)
C)7.67(kA/m)
D)6.67(kA/m)
pi
y
A)9.67(kA/m)
E)5.67(kA/m)
at
O
02. Uzunluğu l=30cm, sarım sayısı N=1000 ve akımı I=2A olan bir bobinin içinde
mıknatıslayıcı alanın (H) şiddetini bulunuz. Bobinin çapının uzunluğundan çok çok küçük
olduğunu varsayınız.
O
lim
03. Sonsuz uzun bir bobinin sarımlarının çapı d=0.8mm olan bir telden oluşuyor ve sarımlar
birbirine aralıksız sarılıyor. Bobindeki akım I=1A olduğuna göre bobinin içindeki H alanı ne
kadardır.
A)5.25(kA/m)
B)6.25(kA/m)
C)5.25(kA/m)
D)4.25(kA/m)
E)1.25(kA/m)
A)5
_F
iz
ik
04. Sonsuz uzun bir bobinin sarımlarının çapı d=1mm olan bir telden oluşuyor ve sarımlar
birbirine aralıksız sarılıyor. Bobindeki akım maksimum I=6A olabilmektedir ve içindeki alan
H=24(kA/m) olması gerekmektedir. Buna göre bobinde bir biri üstüne kaç katman sarım
yapılmalıdır?
B)4
C)3
D)2
E)1
IT
AP
05. Uzunluğu l=20cm, çapı D=5cm olan bir bobinde manyetik alanın şiddeti H=1kA/m
olması için amper-sarım sayısı (IN) ne kadar olmalıdır? Bobini oluşturan bakır telin çapı
d=0.5mm olduğuna göre bobinin uçlarına uygulanan gerilim ne kadar olmalıdır? Bobinin
alanını homojen olarak kabul ediniz.
A)100(A·sarım);1.7(V)
D)400(A·sarım);1.7(V)
B)200(A·sarım);2.7(V)
E)500(A·sarım);3.7(V)
C)300(A·sarım);2.7(V)
06. Akımı I, uzunluğu l, çapı ise D olan bir bobinin merkezinde manyetik alanın şiddeti aynı
akıyı geçiren sonsuz uzun bir bobinin şiddetinin en fazla δ = 5% kadar farkı olması için
l
oran en fazla ne kadar olmalıdır?
D
A)5 B)4 C)3 D)2 E)1
07. Uzunluğu l=20cm, çapı ise D=5cm olan bir bobin merkezindeki alanın sonsuz bir bobinin
alanı ile aynı kabul edilirse yapılan hata payı (δ % ) ne kadardır?
A)2% B)1% C)5% D)3% E)6%
ku
lu
08. Uzunluğu l=3cm, çapı D=2cm, sarım sayısı N=100 sarım, akımı ise I=2A olan bir
bobinde H alanının şiddetini bobin ekseninde konum fonksiyonu olarak bulunuz ve grafiğini
çiziniz. Alan bobinin ucunda ne kadardır?
A)7162(A/m) B)6462(A/m) C)5362(A/m) D)4362(A/m) E)3162(A/m)
pi
y
at
O
09. Sığası C=10μF olan bir kondansatör emk’sı ε=100V olan bir pil ile periyodik şekilde
f=100Hz frekansla yüklenir ve sürekli, uzunluğu l=5cm, çapı D=20cm, sarım sayısı N=32
olan bir bobine boşalır. Bobinin sarım düzlemi Dünyanın manyetik enlem düzlemine
paraleldir, yani bobin yatay şekilde olup ekseni Doğu-Batı doğrultusuna paraleldir. Bobinin
merkezinde yatay şeklinde bulunan bir pusulanın iğnesi Kuzeyden α=450 kadar sapıyor. Bu
deneyin sonuçlarına göre Dünyanın manyetik alanının yatay (Hr) bileşenini bulunuz.
A)7.8(A/m) B)6.8(A/m) C)8.8(A/m) D)5.8(A/m) E)9.8(A/m)
lim
10. Sığası C=10μF olan bir kondansatör emk’sı ε=100V olan bir pil ile periyodik şekilde f
frekansla yüklenir ve sürekli, uzunluğu l=10cm, sarım sayısı N=200, çapı ise D<<l olan, bir
bobine boşalır. Bobinin merkezindeki alanın ortalama şiddeti H=240A/m olduğuna göre
frekans f ne kadardır?
A)90Hz
B)100Hz
C)110Hz
D)120Hz
E)130Hz
C)0.113(mWb)
D)0.103(mWb)
_F
E)0.143(mWb)
B)0.123(mWb)
iz
A)0.133(mWb)
ik
O
11. Şiddeti H=79.6kA/m olan homojen bir alanda, kenarı a=4cm olan bir kare çerçevesi
yerleştiriliyor. Çerçevenin düzlemi alanın yönü ile α = 450 bir açı yapmaktadır. Çevreden
geçen manyetik alanın (B) akısını (Φ) bulunuz.
AP
12. Uzunluğu l=1m olan bir çubuk bir ucundan bir eksene asılıp, şiddeti B=0.05T olan
homojen bir manyetik alanda dönmektedir. Dönme ekseni alanın yönüne paraleldir. Bu
verilere göre çubuğun her bir devinimde ne kadar bir manyetik akıdan geçer?
IT
A)187(mWb) B)177(mWb) C)167(mWb) D)157(mWb) E)147(mWb)
13. Alanı S=16cm2 olan düzlem bir çerçeve, düzleminde bulunan bir eksene göre
f = 2( s −1 ) bir sabit frekansla, şiddeti H=79.6(kA7m) olan homojen bir manyetik alanda
dönmektedir. Alanın yönü dönme eksenine dik olduğuna göre çerçeveden geçen manyetik
akımın zamanla değişimini ( Φ = Φ (t ) ) ve maksimum değerini ( Φ m ) bulunuz.
A)0.56(mWb)
E)0.16(mWb)
B)0.46(mWb)
C)0.36(mWb)
D)0.26(mWb)
14. Demir bir numune şiddeti H=796(A/m) olan bir manyetik alanına yerleştiriliyor. Bu
koşullarda demir parçasının manyetik kat sayısını (μ) bulunuz. (İpucu: demirin
mıknatıslanma grafiğini B=B(H) kullanınız.)
A)1400
B)1500
C)1600
D)1700
E)1800
15. Uzunluğu l=30cm, çapı ise D<<l olan bir bobinin içinde enerji yoğunluğu
u = 1.75( J / m3 ) kadar olması için bobinin amper-sarımı (NI) ne kadar olmalıdır?
B) 500( A ⋅ sarım)
C) 600( A ⋅ sarım)
D) 700( A ⋅ sarım)
ku
lu
A) 400( A ⋅ sarım)
E) 800( A ⋅ sarım)
pi
y
at
O
16. Uzunluğu l=120cm, kesit alanı S=3cm2 olan bir bobinin çekirdeği demirdendir. Bobinde
birim sarıma Φ 0 = 0.42(mWb) büyüklükte akı oluşturmak için bobinde ne kadar amper-sarım
gerekmektedir? (İpucu: demirin mıknatıslanma grafiğini B=B(H) kullanınız.)
A) 900( A ⋅ sarım)
B) 855( A ⋅ sarım)
C) 955( A ⋅ sarım)
D) 700( A ⋅ sarım)
E) 755( A ⋅ sarım)
B)238
C)338
D)438
E)538
ik
A)138
O
lim
17. Sarım sayısı N=1000 olan bir toroidin çekirdeği ferromanyetik maddeden yapılmıştır ve
uzunluğu l1=2.5m, toroidin uzunluğundan biraz daha kısadır çünkü toroidin bilinen bir
bölgesinde uzunluğu l2=1cm olan boş bir bölge bulunmaktadır (yani toroidin toplam çevresi
l=l1+l2=2.51m dir). Toroitte akım I=20A iken ferromanyetik olmayan bölgede manyetik
alanın şiddeti B = 1.6T dır. Bu verilere göre ferromanyetik maddenin bağıl manyetik
geçirgenlik kat sayısı (μ) ne kadardır?
AP
_F
iz
18. Sarım sayısı N olan bir toroidin çekirdeği bağıl manyetik geçirgenlik kat sayısı
μ = 800 olan bir ferromanyetik maddeden yapılmıştır ve uzunluğu l1=1m, toroidin
uzunluğundan biraz daha kısadır, çünkü toroidin bilinen bir bölgesinde uzunluğu l2=1cm olan
boş bir ara bulunmaktadır (yani toroidin toplam çevresi l=l1+l2=1.01m dir). Toroidin bir
sarımına düşen Φ 0 = 1.4(mWb) kadar akı oluşturmak için amper-sarım sayısı ne kadar
olmalıdır?
B) 8(kA ⋅ sarım)
C) 7(kA ⋅ sarım)
IT
A) 9(kA ⋅ sarım)
E) 5(kA ⋅ sarım)
D) 6(kA ⋅ sarım)
19. Uzunluğu l=20.9cm olan toroid bir bobini tamamen bir demir çekirdeğine sarılıdır.
Amper-sarım sayısı NI = 1500( A ⋅ sarım) olduğuna göre manyetik alanın (B) şiddetini
bulunuz. Bu koşularda ferromanyetik çekirdeğin manyetik kat sayısı (μ) ne kadardır?
(İpucu: demirin mıknatıslanma grafiğini B=B(H) kullanınız.)
A)200
B)300
C)400
D)500
E)600
20. Sarım sayısı N=2000, akımı ise I=1A olan bir toroidte demir çekirdeğin uzunluğu l1=1m,
toroidte bulunan hava aralığın uzunluğu ise l2=3mm dir. Bu aralıkta H alanın şiddetini (H2)
bulunuz. (İpucu: demirin mıknatıslanma grafiğini B=B(H) kullanınız.)
A)537(kA/m)
E)937(kA/m)
B)637(kA/m)
C)737(kA/m)
D)837(kA/m)
21. Amper-sarım sayısı IN = 2000( A ⋅ sarım) olan bir toroidte uzunluğu l1=50cm bir demir
çekirdeği ve uzunluğu l2=2mm olan bir hava aralığı bulunmaktadır. Eğer amper-sarım sayısı
değişmeden, hava aralığının uzunluğu l2′ = 2l2 = 4mm yapılırsa hava aralığında alan şiddet
B)0.46
C)0.56
D)0.66
D)0.76
O
A)0.36
ku
lu
oranı H 2′ / H 2 ne kadar olacaktır? (İpucu: demirin mıknatıslanma grafiğini B=B(H)
kullanınız.)
A)0.41Wb
B)0.31Wb
C)0.21Wb
pi
y
at
22. Sarım sayısı N=200, uzunluğu l=25.1cm, çapı ise D=2cm olan bir solenoid içinde demir
çekirdeği bulunmaktadır. Akımın 0 ≤ I ≤ 5 A bölgesi için bobindeki akıyı (Φ) akımın
fonksiyonu olarak bulunuz. I= 5A iken Φ ne kadardır?
D)0.11Wb
E)0.01Wb
B)4(A·m2)
C)3(A·m2)
D)2(A·m2)
O
A)5(A·m2)
lim
23. Uzunluğu l=25cm olan çekirdeksiz bir bobinde bir sarımdan geçen manyetik akı
Φ 0 = 5μWb olduğuna göre bobinin manyetik dipol momenti ne kadardır?
E)1(A·m2)
AP
_F
iz
ik
24. Demir bir çemberin merkezinden, çemberin düzlemine dik olarak akımı I=25A olan uzun
bir doğrusal tel geçmektedir. Çemberin kesit alanı dikdörtgen
şekildedir, boyları ise telden geçen dikey bir düzlemle aşağıdaki
kesitte gösterilmiştir: l1=18mm, l2=22mm ve h=5mm. Çemberin
kesit alanın her bir noktasında manyetik alanı aynı ve yaklaşık,
dikdörtgenin merkezideki değerine eşit olduğunu kabul ediniz. Bu
verilere göre dikdörtgen kesitten geçen manyetik akı (Φ) ne kadardır? (İpucu: demirin
mıknatıslanma grafiğini B=B(H) kullanınız.)
B)8(μWb)
C)7(μWb)
D)6(μWb)
E)5(μWb)
IT
A)9(μWb)
25. Demir bir çemberin merkezinden, çemberin düzlemine dik olarak akımı I=25A olan uzun
bir doğrusal tel geçmektedir. Çemberin kesit alanı dikdörtgen
şekildedir, boyları ise telden geçen dikey bir düzlemle aşağıdaki
kesitte gösterilmiştir: l1=18mm, l2=22mm ve h=5mm. Çemberin
kesit alanının her bir noktasında manyetik geçirgenlik kat sayısı
(μ) aynı ve yaklaşık, dikdörtgenin merkezideki değerine eşit
olduğunu kabul ediniz. Bu verilere göre dikdörtgen kesitten geçen manyetik akı (Φ) ne
kadardır? (İpucu: demirin mıknatıslanma grafiğini B=B(H) kullanınız.)
A)9(μWb)
B)8(μWb)
C)7(μWb)
D)6(μWb)
E)5(μWb)