Εναλλασσόμενο ρεύμα Κανονικά στοιχεία λειτουργίας

Εναλλάκτης αποτείται από ορθογώνιο πλαίσιο \(N = 100\) σπειρών, διαστάσεων \(50cm \quad x \quad 20cm\), που στρέφεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο \(Β = \sqrt2 Τ\), γύρω από άξονα που βρίσκεται στο επίπεδό του, διέρχεται από τα μέσα δύο απέναντι πλευρών του και είναι κάθετος στις δυναμικές γραμμές του πεδίου. Το πλαίσιο εμφανίζει ωμική αντίσταση \(R = 2 Ω\) για κάθε σπείρα του και συνδέεται με ηλεκτρικό λαμπτήρα πυρακτώσεως πάνω στον οποίο είναι σημειωμένες οι ενδείξεις \(100W / 200V\).

Καθώς το πλαίσιο στρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα εμφανίζεται ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή της οποίας η μέγιστη τιμή είναι \(V = 200 \sqrt2 V\)

1) Να εξετάσετε αν ο λαμπτήρας λειτουργεί κανονικά.

2) Να υπολογίσετε την κυκλική συχνότητα περιστροφής του εναλλάκτη.

3) Να υπολογίσετε την μέση ηλεκτρική ισχύ που προσφέρει ο εναλλάκτης σε όλο το κύκλωμα.

4) Να υπολογίσετε την μέση ισχύ που καταναλώνουν ο λαμπτήρας και η ωμική αντίσταση του πλαισίου.

5) Συνδέουμε σε σειρά με τον πρώτο ηλεκτρικό λαμπτήρα δεύτερο όμοιο με τα ίδια κανονικά στοιχεία λειτουργίας. Να υπολογίσετε το ποσοστό μεταβολής της αρχικής κυκλικής συχνότητας περιστροφής του πλαισίου ούτως ώστε οι λαμπτήρες να λειτουργούν κανονικά.

6) Να υπολογίσετε το ποσοστό της προηγούμενης ερώτησης για παράλληλη σύνδεση.

Για δυνατούς λύτες:

Καθώς το πλαίσιο στρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα η αρμονικά εναλλασσόμενη τάση που εμφανίζεται στα άκρα του λαμπτήρα έχει πλάτος \(200 \sqrt2 V\)