سوال ۸۱ کنکور ارشد مهندسی برق ۱۴۰۰

مدار مغناطیسی موتور شنت نشان داده شده، در شکل خطی فرض می‌شود و کلیهٔ تلفات آن قابل چشم‌پوشی است. موتور از یک منبع ولتاژ ایدئال تغذیه می‌شود و زیر یک بار مکانیکی با گشتاور ثابت کار می‌کند. طی یک آزمایش، مقاومت رئوستای سری شده با سیم‌پیچ میدان، $R_{ext}$، به‌تدریج و به آهستگی از صفر تا مقدار حداکثر خود افزایش داده می‌شود و منحنی‌های تغییرات شدت جریان آرمیچر و سرعت موتور برحسب $R_{ext}$ استخراج می‌شود. کدام مورد می‌تواند نتایج این آزمایش باشد؟

شکل: منبع ولتاژ DC ایدئال $V$ دو شاخهٔ موازی را تغذیه می‌کند: (الف) شاخهٔ میدان، شامل سیم‌پیچ میدان $R_f$ سری با مقاومت متغیر $R_{ext}$، و (ب) آرمیچر که جریان $I_a$ از آن می‌گذرد و با سرعت $n$ می‌چرخد. هر گزینه دو نمودار دارد: $I_a$ برحسب $R_{ext}$ و $n$ برحسب $R_{ext}$؛ همهٔ منحنی‌ها از یک مقدار مثبت در $R_{ext}=0$ شروع می‌شوند و صعودی‌اند.