Bobinde akımın gecikmesi (iki ampul)

Öğretim programları: APC, Sek II

Tam sürümü aç ↗

Amaç

Devre kapatıldığında bobinin akımın artışını nasıl geciktirdiğini gözlemlemek.

Düzenek

6 V'luk bir kaynak ve bir anahtar (açık). 6 V / 0,5 W'lık ampullerin bulunduğu iki paralel kol: altta — bir ampul ve 20 Ω'luk bir direnç, üstte — bir ampul ve sargı direnci 20 Ω olan 100 H'lik bir bobin.

İşlem basamakları

1. Anahtarı kapatın ve her iki ampulü izleyin.
2. Anahtarı açın.
3. Bobinin parametre kartında endüktansı 10 H'ye düşürün ve tekrarlayın.

Beklenen sonuç

Dirençli koldaki ampul hemen yanar; bobinli koldaki ampul yaklaşık bir-iki saniye sonra yanar ve bundan sonra parlaklıkları aynıdır: kolların dirençleri eşittir. Anahtar açıldıktan sonra iki ampul birlikte, yaklaşık yarım saniyede söner: bobinin akımı iki kolun oluşturduğu kapalı halkada dolaşmaya devam eder ve her iki ampulden de geçer. Akımın yükselme süresi yaklaşık \(L / R\) kadardır. 10 H'de gecikme on kat daha kısadır — yaklaşık saniyenin onda biri, ama göz bunu yine de fark edebilir. Sargısı 20 Ω olan 100 H'lik bir bobin çok büyüktür: demir çekirdekli okul bobinlerinde \(L / R\) bir saniyeden kısadır ve gerçek bir düzenekte gecikme de bu kadar kısadır.

Sorular

1. Bobin akımın bir anda yükselmesini neden engeller?
2. Kararlı durumda ampuller neden aynı parlaklıkta yanar?

Cevaplar

1. Akım değiştiğinde bobinin manyetik alanı da değişir ve değişimin hızıyla orantılı (\(L \cdot \Delta I / \Delta t\)), değişime karşı yönelmiş bir öz indüksiyon EMK'si indükler. Ani bir sıçrama için sonsuz büyük bir EMK gerekirdi, bu yüzden akım yaklaşık \(L / R\) kadar bir sürede yavaş yavaş artar: bu düzenekte 100 H ile bir-iki saniye.
2. Kararlı durumda akım artık değişmez, bu yüzden öz indüksiyon EMK'si oluşmaz ve bobin 20 Ω'luk sargısı gibi davranır. Bu durumda her iki kolda da aynı gerilime bağlı, 20 Ω ile seri bir ampul bulunur; bu yüzden akımlar ve parlaklıklar eşittir.