EM.2 · Circuit power, induction and charged-particle motion

Resistor dalam cabang paralel mengalami tegangan cabang, yang dapat berbeda dari tegangan baterai karena ada resistor lain yang seri.

Prasyarat: 2, 30.

• Selesaikan jaringan resistor dan bedakan besaran AC rms dari puncak
• Terapkan fluks yang dikaitkan, arah Lenz, dan medan loop arus
• Gunakan rasio muatan-terhadap-massa dan keseimbangan gaya medan silang

Untuk rangkaian resistor ideal stasioner, resistansi seri dijumlahkan dan konduktansi paralel dijumlahkan. Sederhanakan jaringan sambil mempertahankan node mana yang memiliki tegangan sama. Dengan sumber 24 V, resistor seri 2 Ω, dan cabang paralel 3 Ω serta 6 Ω, ekuivalen paralel adalah 2 Ω. Arus total adalah 6 A, tegangan cabang adalah 12 V, dan arus cabang adalah 4 A dan 2 A. Arus melalui setiap komponen tidak selalu merupakan arus total; verifikasi jumlah arus Kirchhoff dan tegangan setelah penyederhanaan.

Untuk arus sinusoidal I=Imax sin(ωt−φ), Irms=Imax/sqrt(2). Rangkaian RLC seri memiliki besaran impedansi sqrt(R²+(ωL−1/(ωC))²) dan daya yang terdisipasi rata-rata Irms²R=Vrms Irms cosφ. Induktor/kapasitor ideal bertukar energi tersimpan dengan disipasi rata-rata nol. Jika arus rms sudah diberikan, jangan masukkan faktor lagi 1/2. Dioda penyearah ideal menghantarkan dalam arah maju dan memblokir dalam arah balik: dioda seri dengan orientasi yang sesuai memotong separuh negatif dari tegangan resistor sinusoidal; ia sendiri tidak menciptakan penyearah gelombang penuh.

Fluks magnetik adalah ∫B·dA, atau BA cosθ untuk medan seragam dengan θ diukur dari normal luas. Ggl Faraday adalah −N dΦ/dt. Untuk medan tegak lurus yang berubah dan geometri loop tetap, besarannya rata-rata adalah NA|ΔB|/Δt. Tentukan tanda atau arah arus menggunakan penentangan terhadap perubahan fluks, bukan penentangan terhadap medannya sendiri. Medan magnet di tengah satu loop lingkaran adalah μ0I/(2R), diperoleh dari Biot–Savart: setiap elemen berkontribusi dalam arah aksial yang sama. Kumpalan padat N-lilitan mengalikan hasil ini dengan N.

Untuk muatan non-relativistik dengan kecepatan tegak lurus terhadap B seragam, gaya magnetik |q|vB menyediakan gaya sentripetal mv²/r. Jadi r=mv/(|q|B) dan frekuensi sudut siklotron adalah |q|B/m, independen terhadap kecepatan dalam pendekatan ini. Tanda muatan menentukan arah rotasi. Deuteron memiliki massa kira-kira dua kali proton dan muatan yang sama, sedangkan partikel alfa memiliki empat kali massanya dan dua kali muatannya; frekuensinya masing-masing setengah nilai proton. Dalam medan E dan B silang, gerakan tak-belok memerlukan gaya listrik dan magnetik berlawanan dan v=E/B. Periksa arah vektor sebelum menggunakan besaran ini.

Sumber ideal 24 V menggerakkan 2 ohm seri dengan cabang paralel 3 dan 6 ohm. Identifikasi node sebelum menyederhanakan jaringan.

Jangan menerapkan tegangan baterai ke setiap cabang atau menggandakan lagi daya arus rms. Sudut fluks menggunakan normal luas; selektor juga membutuhkan arah gaya yang berlawanan.

akar kuadrat rata-rata: Akar kuadrat dari nilai rata-rata kuadratik, digunakan untuk arus atau tegangan AC efektif.

fluks yang dikaitkan: Jumlah fluks magnetik yang menembus lilitan kumpalan.