Prof.Dr.Ventsislav Dimitrov

Transkript

1 ITAP_FOO Deme Olimpiyat Sınavı: Elektromanyetik IV Başlangıç 8 Eylül-Bitiş 14 Eylül 1 Sorular 1. Yarıçapı R olan bir solenoid simetrik bir şekilde karesel ve telden yapılmış bir çerçevenin içinde yerleştiriliyor (şekildeki gibi). Solenoidin alanı şeklin düzlemi dik olarak içeriye doğrudur ve şiddeti zamanla B kt şeklinde değişiyor, burada a bir sabittir. Karenin köşelerinden aynı uzakta bulunan 1. ve. noktaları arasındaki oluşan potansiyel farkını bulunuz. Çerçevenin indüktansını ihmal ediniz ve solenoidin manyetik alanı (B) solenoidin dışında sıfır olduğunu kabul ediniz (yanı solenoid sonsuz uzun bir bobin gibidir). A) π R k 4 E) π R k 8 B) π R k 6 C) π R k 4 8 D) π R k 4 6. Şekildeki devrede anahtar kapalıyken lambanın gücü P 1 5W, bobinin ise P 15W tır. Anahtar açıldığı anda lambadaki güç kadar olacaktır? İdeal pilin emk sı 1V, lambanın direnci ise sabittir. A)45W B)5W C)5W D)W E)5W. Şekildeki devrede indüktansı L olan bir bobin ve R omlu bir direnç K anahtarını kapatıp bilin bir süre (t) ideal bir pile bağlanıyor ve bu süre içinde dirençte açığa bilin bir miktarda ısı çıkıyor. Anahtar açıldığında dirençte açığa çıkan ısı, anahtar kapalı olan süreçtekinin ısının beş katı olduğuna göre, anahtar kadar süre (t) kapalıymış? Bobinin direncini ihmal ediniz. A)5 L R B)8 L R C)1 L R D) L R E) L R 4. Şekildeki devrede ilk anda K 1 ve K anahtarları açık, kondansatör ise boştur. K 1 anahtarı kapatılıyor ve bobindeki akım olduğu anada K anahtarı da kapatılıyor. K anahtarı

2 kapatılmadan bir an önce ve kapatıldıktan bir an sonrası indüktanstaki gerilim kadardır? Pilin ve bobinin iç dirençlerini dikkate aymayınız. A) Önce ; Sonra D) Önce ; Sonra 4 B) Önce ; Sonra E) Önce ; Sonra C) Önce ; Sonra 4 5. Şekildeki devrede her bir direncin değeri 4Ω, pilin gerilimi 1V, bobinin ve pilin iç direnci ise ihmal edebilicek kadar düşüktür. Anahtar açık iken (a), kapatıldıktan bir an sonra (b) ve uzun süre sonrası (c) dirençlerdeki akımları bulunuz. Bobi paralel bağlı olan 1., anahtara bağlı olan. ve kondansatöre paralel bağlı olan direnç. direnç olarak alınız. I1 I1 1A I1 A) ( a) I ( b) I 6 A ( c) I I A I 6A I I1 I1 A I1 B) ( a) I ( b) I 1 A ( c) I I A I 1A I I1 I1 I1 C) ( a) I ( b) I A ( c) I I A I A I I1 I1 4A I1 D) ( a) I ( b) I A ( c) I I A I A I I1 I1 I1 E) ( a) I ( b) I A ( c) I I A I A I 6. Şekildeki devrede dirençlerin ve kaynağın emk sı verildiği gibidir, kaynağın ve bobinlerin iç direnci ise ihmal edebilicek kadar düşüktür. Anahtar kapatılmadan önce devre durgun halde olup akımlar sabittir. Anahtar kapatıldıktan bir an sonrası kaynaktan geçen akımı ve bobinlerin gerilimlerini bulunuz. Sol 1., sağ bobin ise. bobin olsun.

3 B) 7 I ; U1 ; U R 6 R 1 ; ; I U U D) 1 I ; U1 ; U R R 7 ; ; I U U 6 R A) I ; U1 ; U C) 1 E) 1 7. Şekildeki devrede RΩ, C1μF, L1mH, 1V tur. Anahtar kapalıyken bobindeki depolanan erji kondansatörün erjisinin kaç katıdır? Anahtar açıldıktan hemen sonra pilden geçen akım (I p ) kadardır? Bundan uzun süre sonra kondansatörde depolanan erji kadar olacaktır? Pilin iç, bobinin ise ohmlu direncini ihmal ediniz. A)5;A;(mJ) B)5;4A;(mJ) C)5;4A;64(mJ) D)5;A;64(mJ) E)5;1A;(mJ) 8. Şekildeki devrede dirençler eşdeğerli (R), pilin emk sı ise 1V tur. Anahtar kapalıyken devre durgun halde, akımlar ise sabittir. Anahtar açıldıktan hemen sonra bobindeki gerilim kadardır? Pilin iç, bobinin ise ohmlu direncini ihmal ediniz. A)-/6 B)/6 C)-/ D) / E)-/4 9. İki özdeş bobin aynı silindire sarılıdır. 1.bobin K 1 anahtarıyla, R ohmlu bir dirence ve emk sı e olan bir pile bağlıdır (şekildeki gibi)..bobin ise K anahtarıyla kısa devre yapabilir. İlk anda anahtarlar açıktır. K 1 anahtarı kapatılıyor ve R dirençteki akım 1 kadar olduğunda R K anahtarı da kapatılıyor. (a)k kapatıldıktan sonra bobinlerdeki akımlar kadardır? (b)ardından, K 1 açılırsa.bobinde akım kadar olacaktır?

4 A)(a) i 1 ; i. (b) i 1 ; i B)(a) i 1 ; i. (b) i 1 ; i C)(a) i 1 ; i. (b) i 1 ; i R D)(a) i 1 ; i. (b) i 1 ; i R E)(a) i 1 ; i. (b) i 1 ; i R 1. Şekildeki devrede bobinlerin indüktansları bir biri eşit, aktif dirençleri ise sıfırdır. Devre durgun haldedir ve devrede geçen akımlar sabittir. Bobinlerden birin çekirdeği hızlı bir şekilde alınıyor dolayısıyla inüktansı ilk indüktansın yarısı oluyor. Devrede akımlar sabitleştiğinde bobinin çekirdeği yavaş bir şekilde geriye yerleştiriliyor. Sistemin en ilk durumdaki erjisinin kaçta kaçı dirençte ısı olarak açığa çıkacaktır? (En ilk durum, çekirdek bobinden alınmadan durumdur.) A) 1 5 B) 5 C) 1 6 D) 1 4 E) Neon bir lambası (L), R1kW bir dirençle, gerilimi zamanla değişken olan bir kaynağa bağlıdır (şekildeki gibi). Kaynağın gerilimi zamanın fonksiyonu olarak, Vk V( t), ve lambanın volt-amper grafiği, I IV ( ), aşağıdaki şekillerde verilmiştir. Lamba gerilimi 1V u geçtiğinde yanmaya başlıyor, yanı akımı geçiriyor ve gerilimin azalmasıyla V1V sönüyor. Lambadan geçen akımın zamanla değiştiği bir grafikte çiziniz. Lambadan geçen toplam yük miktarı kadardır? 115 A) 1 95 q C B) 1 15 q C C) 1 85 q C D) q E) 1 q C 1. Alternatif emk ya bağlı olan bir lambanın ortalama gücünü azaltmak için lambaya seri olarak bir diyot ekleniyor. Doğru yönde diyotun direnci lambanın direncinden çok daha düşük, zıt yönde ise direnci lambanın direnci eşittir. Lambada açığa çıkan güç diyotsuz gücün kaç katıdır? A) 5 B) 1 C) 7 D) E) C

5 1. Küre şeklinde olan bir plazma (yoğun iyonlaşmış bir gaz), şiddeti E olan homojen bir elektrik alana yerleştiriliyor. Dolayısıyla plazma kutuplaşıyor (plazmadaki elektronlar alana zıt yönde bilin mesafeye kadar yerlerini değiştiriyor) ve küre içinde toplam elektrik alanı sıfır oluyor. Kürenin dışında elektrik alanın maksimum değeri (E max ) kadardır? Elektronlardan oluşmuş alt-küre iyonların küresi göre küçük titreşim yapabilir. Birim hacimde elektron sayısı n ise bu titreşimin açısal frekansı (ω) kadardır? A) E C) E E) E E ; ω B) E m e E ; ω D) E m E ; ω e m e E ; ω E ; ω m e m e