7 8 Aruhan Elektromagnet
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View 7 8 Aruhan Elektromagnet as PDF for free.
More details
- Words: 1,396
- Pages: 8
PELAJARAN 8 ARUHAN ELEKTROMAGNET (a) Pengertian aruhan elektromagnet. Aruhan elektromagnet ialah proses penghasilan d.g.e. aruhan (arus aruhan) tanpa menggunakan bekalan kuasa tetapi menggunakan gerakan relatif di antara konduktor dan magnet. (b) Mekanisme penghasilan d.g.e aruhan (arus aruhan)
Rajah (c) Apabila magnet ditujah masuk ke dalam gegelung (seperti pada rajah (a) ) maka pemotongan antara garis-garis medan magnet dengan konduktor (perubahan fluks magnet) berlaku. Perubahan fluks magnet mewujdkan d.g.e aruhan Atau Apabila gegelung digerakkan ke atas dan ke bawah(seperti pada rajah(b)) , maka pemotongan antara garis-garis medan magnet dengan konduktor (perubahan fluks magnet) berlaku. Perubahan fluks magnet mewujudkan d.g.e aruhan dan seterusnya arus aruhan dihasilkan.
Rajah(a)
Atau Semasa suis dihidup atau dimatikan atau pada rajah (c) semasa melaraskan reostat maka pemotongan antara garis-garis medan magnet dengan konduktor (perubahan fluks magnet) berlaku. Perubahan fluks magnet mewujudkan d.g.e aruhan dan seterusnya arus aruhan dihasilkan.
Rajah (b)
Arus aruhan adalah maksimum jika arah garis-garis medan magnet berserenjang dengan arah konduktor. Arus aruhan minimum(sifar) jika arah garis-garis medan magnet selari dengan arah konduktor.
Gerakan relatif bermaksud samada Bagi rajah(a) dan rajah(b): (a) magnet bergerak manakala konduktor pegun (b) magnet pegun manakala konduktor bergerak. lc) magnet dan konduktor bergerak pada arah bertentangan (d) magnet dan konduktor bergerak pada arah yang sama dengan halaju berlainan. Bagi rajah(c) (a) semasa suis S dihidup atau dimatikan (b) reostat dilaraskan (c) gegelung P digerakkan dengan arus mengalir melalui gegelung P (d) Gegelung P dialirkan dengan bekalan a.u.
(c) Hukum Faraday- Magnitud Arus Aruhan Magnitud d.g.e aruhan(arus aruhan) berkadar langsung dengan kadar perubahan fluks magnet. Oleh itu untuk cara menambahkan magnitud arus aruhan ialah (a) Menambahkan kekuatan magnet (b) Menambahkan bilangan lilitan gegelung (c) Menambahkan halaju gerakan relatif antara magnet dan konduktor.
Semasa kutub Selatan magnet ditujah masuk melalui hujung P, daya .................................................... dihasilkan.Oleh itu hujung P menjadi kutub ....................................dan arah arus mengalir pada arah ............................................... . Sebaliknya semasa Selatan magnet dikeluarkan melalui hujung P, daya............................................... dihasilkan.Oleh itu hujung P menjadi kutub .................................dan arah arus mengalir pada arah ............................................................. ................ Konsep Hukum Lenz adalah berdasarkan prinsip keabadian tenaga iaitu: Tenaga mekanik(untuk mengerakkan magnet)⇒ Tenaga elektrik⇒Tenaga haba(dilesapkan dalam gegelung). (e) Aplikasi aruhan elektromagnet Di antara alat yang beroperasi berdasarkan aruhan elektromagnet ialah transformer dan penjana elektrik.
(d)Hukum Lenz-Arah arus aruhan Arah arus aruhan sentiasa mengalir pada arah yang bertentangan dengan perubahan fluks magnet yang menghasilkannya.
TUTORIAL 8
1
Suatu daya gerak elektrik akan teraruh dalam suatu konduktor jika konduktor itu
A Pegun antara dua kutub magnet B Bergerak selari dengan garis medan magnet C Bergerak selari dengan garis medan elektrik D Bergerak serenjang dan memotong garis medan magnet 2
Apabila satu magnet bar dimasukkan dan dikeluarkan daripada satu gegelung,arus teraruh dalam gegelung.Magnitud arus yang teraruh bergantung kepada yang berikut,kecuali
4
A kekuatan magnet B bilangan lilitan gegelung C kelajuan gerakan magnet D kutub magnet yang menghadapi gegelung
A ketika suis dimatikan B ketika suis dihidupkan C wayar VW bergerak ke atas D wayar PQ bergerak selari dengan PQ
Dalam rajah ,dawai VW adalah berserenjang dengan PQ.Penunjuk galvanometer G akan terpesong kecuali apabila
3
5 Apabila suis S pada rajah di atas dihidupkan,penunjuk galvanometer G terpesong seketika.Pesongan itu dapat dikurangkan dengan A menambah rintangan reostat R B menambah bilangan lilitan gegelung Q C mengurangkan jarak x antara P dan Q D memasukkan satu teras besi ke dalam Q
Satu galvanometer peka berpusat sifar disambungkan kepada suatu solenoid seperti pada rajah di atas.Apakah yang terjadi kepada penunjuk galvanometer apabila kutub utara magnet bar bergetar masuk dan keluar hujung solenoid itu?
A Penunjuk galvanometer tidak terpesong B Penunjuk galvanometer terpesong ke kiri C Penunjuk galvanometer terpesong ke kanan
D
Penunjuk galvanometer terpesong ke kiri dan ke kanan
6
Rajah menunjukkan sebuah magnet bar dengan kutub utaranya di bawah tergantung oleh satu spring yang panjang.Ia diayunkan supaya bergerak masuk dan keluar dari solenoid yang disambung kepada sebuah galvanometer. Bentuk graf arus,I lawan masa,t adalah,
pernyataan berikut yang manakah tidak benar? A Fluks magnet dipotong oleh gegelung B Arus yang teraurh mengalir dari X ke Y C Penunjuk galvanometer dipesong ke sebelah kiri dan kemudian ke sebelah kanan D Tenaga elektrik yang terhasil bersamaan dengan kerja yang dilakukan untuk mengerakkan magnet kekal.
8
Dalam rajah di atas,wayar PQ digerakkan ke bawah dengan pantas.Manakah antara berikut akan berlaku pada penunjuk galvanometer? A B C
7
Kutub selatan magnet kekal dimasukkan ke dalam satu hujung suatu gegelung dawai seperti pada rajah.Antara
D
Ia tetap pegun Ia terpesong ke sebelah tanda sifar dan tetap disitu Ia terpesong ke kiri dan ke kanan tanda sifar Ia terpesong ke sebelah tanda sifar dan kembali semula ke sifar
9
Rajah menunjukkan satu magnet yang terletak di atas satu troli yang ringan, ditolak masuk ke dalam satu solenoid yang disambung kepada satu galvanometer. Antara pernyataan berikut yang manakah benar? A B C D
Laju magnet bertambah apabila ia memasukki hujung P solenoid Laju magnet semakin bertambah semasa magnet bergerak menjauhi solenoid Sebaik sahaja magnet itu meninggalkan solenoid,hujung Q menjadi kutub selatan Semasa magnet itu mendekati hujung P solenoid,jarum galvanometer terpesong ke arah X
10 D.g.e yang diaruhkan dalam gegelung boleh dikurangkan dengan A menambahkan kekuatan magnet B menambahkan bilangan lilitan gegelung C menggunakan gegelung yang luas keratan rentasnya lebih besar D mengurangkan laju gerakan relatif antara gegelung dan konduktor
11 Rajah menunjukkan apabila sebatang magnet bar digerakkan masuk ke dalam gegelung ,jarum galvanometer terpesong seketika.Antara pernyataan berikut yang manakah benar? A B C D
Hujung KL menjadi kutub selatan Arus aruhan terhasil mengalir pada arah LKJM Arah pengaliran arus aruhan ditentukan oleh Hukum Faraday Jarum galvanometer tetap pada satu nilai tertentu magnet bar pegun dalam gegelung
12 Rajah di atas menunjukkan sebuah solenoid MN yang disambung ke sebuah bateri .Satu magnet kecil digantung pada hujung N dan sekeping besi lembut digantung pada hujung M. (a) Apabila suis dihidupkan apakah yang terjadi kepada (i) kepingan besi lembut? ....................................................... ...................... ....................................................... ......................
(ii)
magnet kekal
....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (b) Bateri dan suis ditanggalkan dan digantikan dengan galvanometer sifar tengah yang peka.Nyata dan huraikan apa yang diperhatikan pada penunjuk galvanometer itu jika (i) kepingan besi lembut diayunkan masuk ke dalam dan keluar solenoid. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (ii) magnet kecil diayunkan ke dalam dan keluar solenoid. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (c) Terangkan mengapa ayunan magnet kecil itu berhenti lebih awal daripada ayunan kepingan besi lembut itu. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ......................
13 Rajah di atas menunjukkan dua magnet magnadur diletakkan dengan kutub- kutub yang bertentangan menghadapi satu sama lain pada satu dening besi bentuk-U.Satu gegelung dawai yang disambung ke sebuah galvanometer G tergantung dalam medan magnet itu. (a) Gegelung itu kemudiannya digetarkan masuk dan keluar medan magnet itu. (i) Nyatakan apakah yang akan diperhatikan pada penunjuk galvanometer? ................................................. ................... ................................................. ................... (ii) Berikan sebab bagi (a)(i) di atas ................................................. ................... ................................................. ................... (b) Apabila gegelung itu digetarkan ke atas dan ke bawah dengan cepat memasukki medan magnet,apakah yang terjadi dan berikan sebabnya. ....................................................... ......................
....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (c) Nyatakan tiga kaedah untuk menambahkan saiz pesongan galvanometer. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (d) Nyatakan Hukum-Hukum yang terlibat dalam eksperinen di atas. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (e) Nyatakan perubahan tenaga yang berlaku dalam eksperimen di atas. ....................................................... ...................... ....................................................... ......................
14 Sebuah bandul terdiri daripada satu ladung loyang yang digantung di hujung satu wayar kuprum .Ia diayunkan dalam satu medan magnet yang kuat.Hujung atas bandul itu disambung kepada wayar penyambung kepada satu suis S.Ladung loyang disambung pula kepada wayar ringan yang kendur kepada satu galvanometer sifar tengah G dan suis S seperti pada rajah. (a) Apabila suis S dihidupkan dan bandul berayun di dalam medan magnet, kelihatan jarum penunjuk galvanometer itu berayun ke kiri dan ke kanan sifar tengahnya.Huraikan apakah yang telah berlaku. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (b) Nyatakan jenis arus yang terhasil.
....................................................... ...................... (c) Lakarkan graf arus-masa daripada pemerhatian eksperimen ini.
....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... 15 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan aruhan elektromagnet.
(d) Pada kedudukan-kedudukan manakah penunjuk galvanometer pada sifar dan nyatakan sebabnya. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (e) Nyatakan jenis-jenis tenaga yang dipunyai oleh ladung pada kedudukan C. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (f) Lama-kelamaaan bandul akan berhenti. Bandingkan masa yang diambil untuk bandul itu berhenti semasa suis S dihidupkan dan semasa suis S dimatikan.Jelaskan jawapan anda. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ......................
(b) Nyatakan Hukum Lenz.Huraikan eksperimen untuk mentahkik Hukum Lenz. (c) Nyatakan Hukum Faraday.Huraikan eksperimen untuk mentahkik Hukum Faraday . (d)Huraikan faktor-faktor yang mempengaruhi magnitud arus aruhan.
Rajah (c) Apabila magnet ditujah masuk ke dalam gegelung (seperti pada rajah (a) ) maka pemotongan antara garis-garis medan magnet dengan konduktor (perubahan fluks magnet) berlaku. Perubahan fluks magnet mewujdkan d.g.e aruhan Atau Apabila gegelung digerakkan ke atas dan ke bawah(seperti pada rajah(b)) , maka pemotongan antara garis-garis medan magnet dengan konduktor (perubahan fluks magnet) berlaku. Perubahan fluks magnet mewujudkan d.g.e aruhan dan seterusnya arus aruhan dihasilkan.
Rajah(a)
Atau Semasa suis dihidup atau dimatikan atau pada rajah (c) semasa melaraskan reostat maka pemotongan antara garis-garis medan magnet dengan konduktor (perubahan fluks magnet) berlaku. Perubahan fluks magnet mewujudkan d.g.e aruhan dan seterusnya arus aruhan dihasilkan.
Rajah (b)
Arus aruhan adalah maksimum jika arah garis-garis medan magnet berserenjang dengan arah konduktor. Arus aruhan minimum(sifar) jika arah garis-garis medan magnet selari dengan arah konduktor.
Gerakan relatif bermaksud samada Bagi rajah(a) dan rajah(b): (a) magnet bergerak manakala konduktor pegun (b) magnet pegun manakala konduktor bergerak. lc) magnet dan konduktor bergerak pada arah bertentangan (d) magnet dan konduktor bergerak pada arah yang sama dengan halaju berlainan. Bagi rajah(c) (a) semasa suis S dihidup atau dimatikan (b) reostat dilaraskan (c) gegelung P digerakkan dengan arus mengalir melalui gegelung P (d) Gegelung P dialirkan dengan bekalan a.u.
(c) Hukum Faraday- Magnitud Arus Aruhan Magnitud d.g.e aruhan(arus aruhan) berkadar langsung dengan kadar perubahan fluks magnet. Oleh itu untuk cara menambahkan magnitud arus aruhan ialah (a) Menambahkan kekuatan magnet (b) Menambahkan bilangan lilitan gegelung (c) Menambahkan halaju gerakan relatif antara magnet dan konduktor.
Semasa kutub Selatan magnet ditujah masuk melalui hujung P, daya .................................................... dihasilkan.Oleh itu hujung P menjadi kutub ....................................dan arah arus mengalir pada arah ............................................... . Sebaliknya semasa Selatan magnet dikeluarkan melalui hujung P, daya............................................... dihasilkan.Oleh itu hujung P menjadi kutub .................................dan arah arus mengalir pada arah ............................................................. ................ Konsep Hukum Lenz adalah berdasarkan prinsip keabadian tenaga iaitu: Tenaga mekanik(untuk mengerakkan magnet)⇒ Tenaga elektrik⇒Tenaga haba(dilesapkan dalam gegelung). (e) Aplikasi aruhan elektromagnet Di antara alat yang beroperasi berdasarkan aruhan elektromagnet ialah transformer dan penjana elektrik.
(d)Hukum Lenz-Arah arus aruhan Arah arus aruhan sentiasa mengalir pada arah yang bertentangan dengan perubahan fluks magnet yang menghasilkannya.
TUTORIAL 8
1
Suatu daya gerak elektrik akan teraruh dalam suatu konduktor jika konduktor itu
A Pegun antara dua kutub magnet B Bergerak selari dengan garis medan magnet C Bergerak selari dengan garis medan elektrik D Bergerak serenjang dan memotong garis medan magnet 2
Apabila satu magnet bar dimasukkan dan dikeluarkan daripada satu gegelung,arus teraruh dalam gegelung.Magnitud arus yang teraruh bergantung kepada yang berikut,kecuali
4
A kekuatan magnet B bilangan lilitan gegelung C kelajuan gerakan magnet D kutub magnet yang menghadapi gegelung
A ketika suis dimatikan B ketika suis dihidupkan C wayar VW bergerak ke atas D wayar PQ bergerak selari dengan PQ
Dalam rajah ,dawai VW adalah berserenjang dengan PQ.Penunjuk galvanometer G akan terpesong kecuali apabila
3
5 Apabila suis S pada rajah di atas dihidupkan,penunjuk galvanometer G terpesong seketika.Pesongan itu dapat dikurangkan dengan A menambah rintangan reostat R B menambah bilangan lilitan gegelung Q C mengurangkan jarak x antara P dan Q D memasukkan satu teras besi ke dalam Q
Satu galvanometer peka berpusat sifar disambungkan kepada suatu solenoid seperti pada rajah di atas.Apakah yang terjadi kepada penunjuk galvanometer apabila kutub utara magnet bar bergetar masuk dan keluar hujung solenoid itu?
A Penunjuk galvanometer tidak terpesong B Penunjuk galvanometer terpesong ke kiri C Penunjuk galvanometer terpesong ke kanan
D
Penunjuk galvanometer terpesong ke kiri dan ke kanan
6
Rajah menunjukkan sebuah magnet bar dengan kutub utaranya di bawah tergantung oleh satu spring yang panjang.Ia diayunkan supaya bergerak masuk dan keluar dari solenoid yang disambung kepada sebuah galvanometer. Bentuk graf arus,I lawan masa,t adalah,
pernyataan berikut yang manakah tidak benar? A Fluks magnet dipotong oleh gegelung B Arus yang teraurh mengalir dari X ke Y C Penunjuk galvanometer dipesong ke sebelah kiri dan kemudian ke sebelah kanan D Tenaga elektrik yang terhasil bersamaan dengan kerja yang dilakukan untuk mengerakkan magnet kekal.
8
Dalam rajah di atas,wayar PQ digerakkan ke bawah dengan pantas.Manakah antara berikut akan berlaku pada penunjuk galvanometer? A B C
7
Kutub selatan magnet kekal dimasukkan ke dalam satu hujung suatu gegelung dawai seperti pada rajah.Antara
D
Ia tetap pegun Ia terpesong ke sebelah tanda sifar dan tetap disitu Ia terpesong ke kiri dan ke kanan tanda sifar Ia terpesong ke sebelah tanda sifar dan kembali semula ke sifar
9
Rajah menunjukkan satu magnet yang terletak di atas satu troli yang ringan, ditolak masuk ke dalam satu solenoid yang disambung kepada satu galvanometer. Antara pernyataan berikut yang manakah benar? A B C D
Laju magnet bertambah apabila ia memasukki hujung P solenoid Laju magnet semakin bertambah semasa magnet bergerak menjauhi solenoid Sebaik sahaja magnet itu meninggalkan solenoid,hujung Q menjadi kutub selatan Semasa magnet itu mendekati hujung P solenoid,jarum galvanometer terpesong ke arah X
10 D.g.e yang diaruhkan dalam gegelung boleh dikurangkan dengan A menambahkan kekuatan magnet B menambahkan bilangan lilitan gegelung C menggunakan gegelung yang luas keratan rentasnya lebih besar D mengurangkan laju gerakan relatif antara gegelung dan konduktor
11 Rajah menunjukkan apabila sebatang magnet bar digerakkan masuk ke dalam gegelung ,jarum galvanometer terpesong seketika.Antara pernyataan berikut yang manakah benar? A B C D
Hujung KL menjadi kutub selatan Arus aruhan terhasil mengalir pada arah LKJM Arah pengaliran arus aruhan ditentukan oleh Hukum Faraday Jarum galvanometer tetap pada satu nilai tertentu magnet bar pegun dalam gegelung
12 Rajah di atas menunjukkan sebuah solenoid MN yang disambung ke sebuah bateri .Satu magnet kecil digantung pada hujung N dan sekeping besi lembut digantung pada hujung M. (a) Apabila suis dihidupkan apakah yang terjadi kepada (i) kepingan besi lembut? ....................................................... ...................... ....................................................... ......................
(ii)
magnet kekal
....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (b) Bateri dan suis ditanggalkan dan digantikan dengan galvanometer sifar tengah yang peka.Nyata dan huraikan apa yang diperhatikan pada penunjuk galvanometer itu jika (i) kepingan besi lembut diayunkan masuk ke dalam dan keluar solenoid. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (ii) magnet kecil diayunkan ke dalam dan keluar solenoid. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (c) Terangkan mengapa ayunan magnet kecil itu berhenti lebih awal daripada ayunan kepingan besi lembut itu. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ......................
13 Rajah di atas menunjukkan dua magnet magnadur diletakkan dengan kutub- kutub yang bertentangan menghadapi satu sama lain pada satu dening besi bentuk-U.Satu gegelung dawai yang disambung ke sebuah galvanometer G tergantung dalam medan magnet itu. (a) Gegelung itu kemudiannya digetarkan masuk dan keluar medan magnet itu. (i) Nyatakan apakah yang akan diperhatikan pada penunjuk galvanometer? ................................................. ................... ................................................. ................... (ii) Berikan sebab bagi (a)(i) di atas ................................................. ................... ................................................. ................... (b) Apabila gegelung itu digetarkan ke atas dan ke bawah dengan cepat memasukki medan magnet,apakah yang terjadi dan berikan sebabnya. ....................................................... ......................
....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (c) Nyatakan tiga kaedah untuk menambahkan saiz pesongan galvanometer. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (d) Nyatakan Hukum-Hukum yang terlibat dalam eksperinen di atas. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (e) Nyatakan perubahan tenaga yang berlaku dalam eksperimen di atas. ....................................................... ...................... ....................................................... ......................
14 Sebuah bandul terdiri daripada satu ladung loyang yang digantung di hujung satu wayar kuprum .Ia diayunkan dalam satu medan magnet yang kuat.Hujung atas bandul itu disambung kepada wayar penyambung kepada satu suis S.Ladung loyang disambung pula kepada wayar ringan yang kendur kepada satu galvanometer sifar tengah G dan suis S seperti pada rajah. (a) Apabila suis S dihidupkan dan bandul berayun di dalam medan magnet, kelihatan jarum penunjuk galvanometer itu berayun ke kiri dan ke kanan sifar tengahnya.Huraikan apakah yang telah berlaku. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (b) Nyatakan jenis arus yang terhasil.
....................................................... ...................... (c) Lakarkan graf arus-masa daripada pemerhatian eksperimen ini.
....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... 15 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan aruhan elektromagnet.
(d) Pada kedudukan-kedudukan manakah penunjuk galvanometer pada sifar dan nyatakan sebabnya. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (e) Nyatakan jenis-jenis tenaga yang dipunyai oleh ladung pada kedudukan C. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... (f) Lama-kelamaaan bandul akan berhenti. Bandingkan masa yang diambil untuk bandul itu berhenti semasa suis S dihidupkan dan semasa suis S dimatikan.Jelaskan jawapan anda. ....................................................... ...................... ....................................................... ...................... ....................................................... ......................
(b) Nyatakan Hukum Lenz.Huraikan eksperimen untuk mentahkik Hukum Lenz. (c) Nyatakan Hukum Faraday.Huraikan eksperimen untuk mentahkik Hukum Faraday . (d)Huraikan faktor-faktor yang mempengaruhi magnitud arus aruhan.
