Zarya29.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Работа электрических сил формула. Работа электрического тока: общая характеристика, формула, практическое значение

Работа электрических сил формула. Работа электрического тока: общая характеристика, формула, практическое значение

Рассчитывается мощность прибора? А может быть, последнюю можно измерить? И как применить полученные знания при решении задач?

Такие вопросы возникают у многих восьмиклассников при изучении темы «Электричество». Ответить на них достаточно просто. Да и запоминать формулы долго не придется. Потому что они очень похожи друг на друга или используют уже изученные раньше.

Первая величина: работа тока

Сначала требуется договориться об обозначениях. Потому что в них могут быть различия.

Каждый создает электрическое поле, которое заставляет двигаться свободные электроны. То есть возникает ток. В этот момент говорят, что электрическое поле совершает работу. Именно ее принято называть работой тока.

Электрическое поле, создаваемое источником тока, характеризуется напряжением. Оно влияет на то, какая работа электрического тока совершается при перемещении единичного заряда. Поэтому вводится формула для напряжения:

Из нее легко вывести формулу работы:

Теперь стоит вспомнить равенство, которое вводится для силы тока. Она равна отношению перемещаемого заряда ко времени его движения:

Отсюда q = I * t. Заменив букву q в формуле для работы последним выражением, получаем такую формулу:

Это общий вид равенства, по которому может быть вычислена работа электрического тока. Формула несколько изменится, если применить закон Ома. По нему напряжение равно произведению силы тока на сопротивление. Тогда верным будет такое равенство:

Можно заменить не напряжение, а силу тока. Оно равно частному U и R. Тогда формула работы станет выглядеть так:

Вторая величина: мощность тока

Общая формула для нее такая же, как в механике. То есть определяется как работа, совершенная за единицу времени.

Отсюда видно, что работа и мощность электрического тока взаимосвязаны. Чтобы получить более конкретное равенство, потребуется заменить числитель, воспользовавшись общей формулой для работы. Тогда становится понятно, как определить мощность, зная силу тока и напряжение цепи.

К тому же мощность может быть измерена. Для этой цели существует специальный прибор, который называется ваттметром.

Закон Джоуля-Ленца

Явление нагрева проводника было обнаружено французским ученым А. Фуркуа. Произошло это еще в 1880 году. 41 год спустя оно было описано английским физиком Дж. П. Джоулем и через год подтверждено на опыте русским физиком Э.Х. Ленцем. Именно по фамилиям двух последних ученых стали называть обнаруженную закономерность.

В ней связаны две величины: количество теплоты и работа электрического тока. Закон Джоуля-Ленца утверждает, что вся работа в неподвижном проводнике идет на его нагревание. То есть проводник с током выделяет количество теплоты, равное произведению его сопротивления, времени и квадрата силы тока. Формула выглядит так же, как одна из тех, которые приведены для работы:

Задача на определение работы

Условие . Сопротивление лампочки карманного фонарика равно 14 Ом. Напряжение, которое дает батарейка, составляет 3,5 В. Чему будет равна работа тока, если фонарик работал 2 минуты?

Решение. Поскольку известны напряжение, сопротивление и время, то необходимо воспользоваться такой формулой: А = (U 2 * t)/R. Только сначала потребуется перевести время в единицы СИ, то есть секунды. Таким образом, в формулу нужно подставлять не 2 минуты, а 120 секунд.

Простые расчеты приводят к такому значению работы тока: 105 Дж.

Ответ. Работа равна 105 Дж.

Задача на определение мощности

Условие . Необходимо определить, чему равны работа и мощность электрического тока в обмотке электродвигателя. Известно, что сила тока в нем имеет значение 90 А при напряжении 450 В. Включенным электродвигатель остается на протяжении одного часа.

После подстановки значений и выполнения простых арифметических действий получается такое значение для работы: 145800000 Дж. Записать его в ответе удобнее в более крупных единицах. Например, мегаджоулях. Для этого результат нужно разделить на миллион. Работа оказывается равной 145,8 МДж.

Теперь нужно вычислить мощность электродвигателя. Расчеты будут выполняться по формуле: Р = U * I. После умножения получится число: 40500 Вт. Для того чтобы записать его в киловаттах, потребуется разделить результат на тысячу.

Ответ. А = 145,8 МДж, Р = 40,5 кВт.

Задача на вычисление напряжения

Условие. Электроплитка включена в сеть в течение 20 минут. Каково напряжение в сети, если при силе тока в 4 А работа оказывается равной 480 кДж?

Решение. Поскольку известны работа и сила тока, нужно использовать такую формулу: А = U * I * t. Здесь напряжение — неизвестный множитель. Его необходимо вычислить, как частное произведения и известного множителя, то есть: U = А /(I * t).

До проведения расчетов нужно перевести величины в единицы СИ. А именно, работу в Джоули и время в секунды. Это будут 480000 Дж и 1200 с. Теперь осталось все сосчитать.

Читайте так же:
Светодиодные выключатели включены когда лампочка горит

Ответ. Напряжение равно 100 В.

У каждого из нас дома есть счетчик, по показаниям которого мы ежемесячно платим за электричество. Мы оплачиваем какое-то количество киловатт-часов. Что же такое эти киловатт-часы? За что конкретно мы платим? Разберемся:)

Мы используем электричество с определенными целями. Электрический ток выполняет какую-то работу, вследствие этого и функционируют наши электроприборы. Что же такое – работа электрического тока? Известно, что работа тока по перемещению электрического заряда на некотором отрезке цепи равна численно напряжению на этом участке. Если же заряд будет отличаться, например, в большую сторону, то и работа, соответственно, будет совершена большая.

Работа тока на участке цепи: формула

Итак, мы приходим к тому, что работа тока равна произведению напряжения на участке электрической цепи на величину заряда. Заряд же, как известно, можно найти произведением силы тока на время прохождения тока. Итак, получаем формулу для определения работы тока:

A=Uq , q=It , получаем A=UIt ;

где A — работа, U- напряжение, I — сила тока, q — заряд, t — время.

Измеряется работа тока в джоулях (1 Дж). 1 Дж = 1 В * 1 А * 1 с. То есть, чтобы измерить работу, которую совершил ток, нам нужны три прибора: амперметр , вольтметр и часы. Счетчики электроэнергии, которые стоят в квартирах, как бы сочетают в себе все эти вышеперечисленные приборы в одном. Они измеряют работу, совершенную током. Работа тока в нашей квартире – это энергия, которую он израсходовал на всех включенных в сеть квартиры приборах. Это и есть то, за что мы платим. Однако, мы платим не за джоули, а за киловатт-часы. Откуда возникают эти единицы?

Мощность электрического тока

Чтобы разобраться с этим вопросом, надо рассмотреть еще одно понятие — мощность электрического тока. Мощность тока – это работа тока, совершенная в единицу времени. То есть, мощность можно найти, разделив работу на время. А работа, как мы уже знаем – это произведение силы тока на напряжение и на время. Таким образом, время сократится, и мы получим произведение силы тока на напряжение. Для мощности тока формула будет иметь следующий вид:

P=A/t , A=UIt , получаем P=UIt/t , то есть P=UI ;

где P — мощность тока. Мощность измеряется в ваттах (1 Вт). Применяют кратные величины – киловатты, мегаватты.

Работа и мощность электрического тока связаны теснейшим образом. Фактически, работа – это мощность тока в каждый момент времени, взятая за определенный промежуток времени. Именно поэтому счетчики в квартирах измеряют работу тока не в джоулях, а в киловатт-часах. Просто величина мощности в 1 ватт – это очень небольшая мощность, и если бы мы платили за ватты-в-секунду, мы бы оплачивали десятки и сотни тысяч таких единиц. Для упрощения расчетов и приняли единицу «киловатт-час».

Способность тела производить работу называется энергией тела . Таким образом, мерой количества энергии является работа. Энергия тела тем больше, чем большую работу может произвести это тело при своем движении. Энергия не исчезает, а переходит из одной формы в другую. Например, в генераторе механическая энергия преобразуется в электрическую энергию, а в двигателе – электрическая в механическую. Однако не вся энергия является полезной, т.е. часть ее расходуется на преодоление внутреннего сопротивления источника и проводов.

Работа электрического тока численно равна произведению напряжения, силы тока в цепи и времени его прохождения. Единица измерения – Джоуль.

Для измерения работы или энергии электрического тока используется электроизмерительный прибор − счетчик электрической энергии.

Электрическая энергия помимо джоулей измеряется в ватт-часах или киловатт-часах :

1 Вт·ч = 3 600 Дж, 1 кВт·ч = 1 000 Вт·ч.

Мощность электрического тока – это работа, производимая (или потребляемая) в единицу времени. Единица измерения – Ватт.

Для измерения мощности электрического тока используется электроизмерительный прибор − ваттметр.

Работа и мощность тока

1039. Две одинаковые лампы включены в городскую сеть так, как показано на рисунке 175. Если номинальная мощность этих ламп велика 200 – 300 Вт, то при подходящем выборе сопротивления резистора R наблюдается следующий эффект: когда обе лампы включены, они не горят. Если же одну из них вывернуть, то вторая загорается, но горит неполным накалом. Объясните это явление.

1040. Аккумулятор с внутренним сопротивлением 0,08 Ом при силе тока 4 А отдает во внешнюю цепь 8 Вт. Какую мощность он отдает во внешнюю цепь при силе тока 6 А?

Читайте так же:
Схема проводки две розетки две лампочки

1041. Определите полную мощность элемента при сопротивлении внешней цепи 4 Ом, если внутреннее сопротивление элемента 2 Ом, а напряжение на его зажимах 6 В.

1042. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора, если при силе тока 15 А он отдает во внешнюю цепь мощность 135 Вт, а при силе тока 6 А – мощность 64,8 Вт.

1043. Дуговая печь потребляет ток 200 А от сети, имеющей напряжение 127 В через ограничительное сопротивление 0,2 Ом. Определите мощность, потребляемую печью.

1044. Разветвленная цепь, состоящая из двух параллельно соединенных проводников сопротивлением R1 = 6 Ом и R2 = 12 Ом, включена последовательно с проводником R = 15 Ом. Эта электрическая схема включена в цепь источника тока с ЭДС 200 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Вычислите мощность, выделяющуюся на проводнике сопротивлением R1. Сопротивлением подводящих проводов пренебречь.

1045. Источник постоянного тока замыкают первый раз на проводник сопротивлением 9 Ом, второй раз на проводник сопротивлением 4 Ом. Оба раза за одинаковое время на проводниках выделяется одно и тоже количество теплоты. Определите внутреннее сопротивление источника тока.

1046. Батарея состоит из параллельно соединенных элементов с внутренним сопротивлением 5 Ом и ЭДС 5,5 В каждый. При силе тока во внешней цепи 2 А полезная мощность равна 7 Вт. Сколько элементов в батарее?

1047. Электромотор питается от батареи с ЭДС 12 В. Какую механическую работу за 1 с совершает мотор при протекании по его обмотке тока 2 А, если при полном затормаживании якоря по цепи течет ток 3 А?

1048. Нагреватель кипятильника состоит из 4 секций, каждая из которых имеет сопротивление 1 Ом. Нагреватель питают от аккумулятора батареи с ЭДС, равной 8 В и внутренним сопротивлением 1 ОМ. Как нужно включить элементы нагревателя, чтобы вода в кипятильнике нагревалась быстрее? Какова при этом мощность, расходуемая аккумулятором?

1049. На какое расстояние L можно передать электроэнергию от источника с ЭДС 5 кВ при помощи провода с удельным сопротивлением 1,75∙10 -8 Ом и площадью поперечного сечения 10 -6 м 2 так, чтобы на нагрузке сопротивлением 1,6 кОм выделялась мощность 10 кВт? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

1050. От источника напряжением 750 В необходимо передать мощность 5 кВт на некоторое расстояние. Какое наибольшее сопротивление R может иметь линия передачи, чтобы потери энергии в ней не превышали 10 % от передаваемой мощности.

1051. Нужно передать мощность 100 кВт на расстояние 7,5 км, причем потери на нагревание проводов не должны превышать 3 % передаваемой энергии. Напряжение на входе линии 2 кВ. Определите массу медных проводов. Как изменится необходимое количество меди, если подаваемое напряжение увеличить в 3 раза?

1052. От генератора с ЭДС 40 В и внутренним сопротивлением 0,04 Ом ток поступает по медному кабелю с площадью поперечного сечения 170 мм 2 к месту электросварки, удаленному от генератора на 50 м. Найдите напряжение на зажимах генератора и на сварочном аппарате, если сила тока в цепи равна 200 А. Какова мощность сварочной дуги?

1053. Генератор питает 50 ламп сопротивлением 300 Ом каждая. Напряжение на зажимах генератора 128 В, его внутреннее сопротивление 0,1 Ом, а сопротивление подводящей линии 0,4 Ом. Найдите силу тока в линии, ЭДС генератора, напряжение на лампах, полезную мощность, потерю мощности на внутреннем сопротивлении генератора и в подводящих проводах.

1054. Электропечь должна давать количество теплоты 24 ккал за 10 мин. Какой должна быть длина нихромовой проволоки сечением 5∙10 -7 м 2 , если печь предназначается для электросети с напряжением 36 В?

1055. При напряжении сети 120 В вода в электрическом чайнике закипает через 20 мин, при напряжении 110 В – через 28 мин. Через какое время вода закипит, если напряжение упадет до 100 В? Потери теплоты от чайника в окружающее пространство пропорциональны времени, начальная температура и масса воды во всех случаях одинаковы.

1056. В электрочайник с сопротивлением обмотки 30 Ом налита вода массой 0,5 кг при температуре 20°С. Через 10 мин выкипело 10% воды при силе тока в обмотке 4 А. Чему равен КПД чайника?

1057. Нагревательная спираль электрического аппарата для испарения воды имеет при температуре 100°С сопротивление 10 Ом. Какой ток надо пропустить через эту спираль, чтобы за 1 мин испарилась кипящая вода массой 100 г?

1058. Свинцовая проволока диаметром d плавится при длительном пропускании тока I1. При каком токе расплавится проволока диаметром 2d? Потери теплоты проволокой в обоих случаях считать пропорциональными поверхности проволоки.

1059. Электромотор, имеющий сопротивление обмотки 2 Ом, подключен к генератору постоянного тока с ЭДС 240 В и внутренним сопротивлением 4 Ом. При работе электромотора через его обмотку течет ток 10 А. Определите КПД электромотора. Какую максимальную мощность может развивать мотор и какой ток течет при этом по его цепи?

Читайте так же:
Светодиодная лампа светится после выключатель с подсветкой

1060. Чему равен коэффициент полезного действия электромотора, если при включении его в сеть постоянного тока пусковой ток равен 15 А, а в установившемся режиме ток снижается до 9 А?

1061. Троллейбус массой 11 Т движется равномерно со скоростью 36 км/ч. Найдите силу тока в обмотке двигателя, если напряжение равно 550 В и КПД 80%. Коэффициент сопротивления движению равен 0,02.

1062. Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 В и потребляет силу тока 20 А. Каков КПД установки, если груз массой 1 Т кран поднимает на высоту 19 м за 50 С?

1063. Какой длины надо взять никелиновую проволоку с площадью поперечного сечения 0,84 мм 2 , чтобы изготовить нагреватель напряжением 200 В, при помощи которого можно было бы нагреть воду объемом 2 л от 20°С до кипения за 10 мин при КПД 80%?

1064. Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 ОМ поместили в сосуд, содержащий 0,5 л воды при 20°С, и включили в сеть напряжением 220 В. Через 20 мин спираль выключили. Какое количество воды выкипело, если КПД спирали 80%?

1065. Найдите внутреннее сопротивление аккумулятора, если при увеличении внешнего сопротивления с 3 Ом до 10,5 Ом КПД схемы увеличился вдвое.

1066. При включении электромотора в сеть напряжением 120 В он потребляет ток 15 А. Определите мощность, потребляемую мотором, и его КПД, если сопротивление обмотки 1 Ом.

1067. Лампочки, сопротивления которых 3 ОМ и 12 Ом, поочередно подключенные к некоторому источнику тока, потребляют одинаковую мощность. Найдите внутреннее сопротивление источника и КПД цепи в каждом случае.

Работа и мощность тока

1039. Две одинаковые лампы включены в городскую сеть так, как показано на рисунке 175. Если номинальная мощность этих ламп велика 200 – 300 Вт, то при подходящем выборе сопротивления резистора R наблюдается следующий эффект: когда обе лампы включены, они не горят. Если же одну из них вывернуть, то вторая загорается, но горит неполным накалом. Объясните это явление.

1040. Аккумулятор с внутренним сопротивлением 0,08 Ом при силе тока 4 А отдает во внешнюю цепь 8 Вт. Какую мощность он отдает во внешнюю цепь при силе тока 6 А?

1041. Определите полную мощность элемента при сопротивлении внешней цепи 4 Ом, если внутреннее сопротивление элемента 2 Ом, а напряжение на его зажимах 6 В.

1042. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора, если при силе тока 15 А он отдает во внешнюю цепь мощность 135 Вт, а при силе тока 6 А – мощность 64,8 Вт.

1043. Дуговая печь потребляет ток 200 А от сети, имеющей напряжение 127 В через ограничительное сопротивление 0,2 Ом. Определите мощность, потребляемую печью.

1044. Разветвленная цепь, состоящая из двух параллельно соединенных проводников сопротивлением R1 = 6 Ом и R2 = 12 Ом, включена последовательно с проводником R = 15 Ом. Эта электрическая схема включена в цепь источника тока с ЭДС 200 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Вычислите мощность, выделяющуюся на проводнике сопротивлением R1. Сопротивлением подводящих проводов пренебречь.

1045. Источник постоянного тока замыкают первый раз на проводник сопротивлением 9 Ом, второй раз на проводник сопротивлением 4 Ом. Оба раза за одинаковое время на проводниках выделяется одно и тоже количество теплоты. Определите внутреннее сопротивление источника тока.

1046. Батарея состоит из параллельно соединенных элементов с внутренним сопротивлением 5 Ом и ЭДС 5,5 В каждый. При силе тока во внешней цепи 2 А полезная мощность равна 7 Вт. Сколько элементов в батарее?

1047. Электромотор питается от батареи с ЭДС 12 В. Какую механическую работу за 1 с совершает мотор при протекании по его обмотке тока 2 А, если при полном затормаживании якоря по цепи течет ток 3 А?

1048. Нагреватель кипятильника состоит из 4 секций, каждая из которых имеет сопротивление 1 Ом. Нагреватель питают от аккумулятора батареи с ЭДС, равной 8 В и внутренним сопротивлением 1 ОМ. Как нужно включить элементы нагревателя, чтобы вода в кипятильнике нагревалась быстрее? Какова при этом мощность, расходуемая аккумулятором?

1049. На какое расстояние L можно передать электроэнергию от источника с ЭДС 5 кВ при помощи провода с удельным сопротивлением 1,75∙10 -8 Ом и площадью поперечного сечения 10 -6 м 2 так, чтобы на нагрузке сопротивлением 1,6 кОм выделялась мощность 10 кВт? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

Читайте так же:
Схема подключения четырех лампочек от одного провода

1050. От источника напряжением 750 В необходимо передать мощность 5 кВт на некоторое расстояние. Какое наибольшее сопротивление R может иметь линия передачи, чтобы потери энергии в ней не превышали 10 % от передаваемой мощности.

1051. Нужно передать мощность 100 кВт на расстояние 7,5 км, причем потери на нагревание проводов не должны превышать 3 % передаваемой энергии. Напряжение на входе линии 2 кВ. Определите массу медных проводов. Как изменится необходимое количество меди, если подаваемое напряжение увеличить в 3 раза?

1052. От генератора с ЭДС 40 В и внутренним сопротивлением 0,04 Ом ток поступает по медному кабелю с площадью поперечного сечения 170 мм 2 к месту электросварки, удаленному от генератора на 50 м. Найдите напряжение на зажимах генератора и на сварочном аппарате, если сила тока в цепи равна 200 А. Какова мощность сварочной дуги?

1053. Генератор питает 50 ламп сопротивлением 300 Ом каждая. Напряжение на зажимах генератора 128 В, его внутреннее сопротивление 0,1 Ом, а сопротивление подводящей линии 0,4 Ом. Найдите силу тока в линии, ЭДС генератора, напряжение на лампах, полезную мощность, потерю мощности на внутреннем сопротивлении генератора и в подводящих проводах.

1054. Электропечь должна давать количество теплоты 24 ккал за 10 мин. Какой должна быть длина нихромовой проволоки сечением 5∙10 -7 м 2 , если печь предназначается для электросети с напряжением 36 В?

1055. При напряжении сети 120 В вода в электрическом чайнике закипает через 20 мин, при напряжении 110 В – через 28 мин. Через какое время вода закипит, если напряжение упадет до 100 В? Потери теплоты от чайника в окружающее пространство пропорциональны времени, начальная температура и масса воды во всех случаях одинаковы.

1056. В электрочайник с сопротивлением обмотки 30 Ом налита вода массой 0,5 кг при температуре 20°С. Через 10 мин выкипело 10% воды при силе тока в обмотке 4 А. Чему равен КПД чайника?

1057. Нагревательная спираль электрического аппарата для испарения воды имеет при температуре 100°С сопротивление 10 Ом. Какой ток надо пропустить через эту спираль, чтобы за 1 мин испарилась кипящая вода массой 100 г?

1058. Свинцовая проволока диаметром d плавится при длительном пропускании тока I1. При каком токе расплавится проволока диаметром 2d? Потери теплоты проволокой в обоих случаях считать пропорциональными поверхности проволоки.

1059. Электромотор, имеющий сопротивление обмотки 2 Ом, подключен к генератору постоянного тока с ЭДС 240 В и внутренним сопротивлением 4 Ом. При работе электромотора через его обмотку течет ток 10 А. Определите КПД электромотора. Какую максимальную мощность может развивать мотор и какой ток течет при этом по его цепи?

1060. Чему равен коэффициент полезного действия электромотора, если при включении его в сеть постоянного тока пусковой ток равен 15 А, а в установившемся режиме ток снижается до 9 А?

1061. Троллейбус массой 11 Т движется равномерно со скоростью 36 км/ч. Найдите силу тока в обмотке двигателя, если напряжение равно 550 В и КПД 80%. Коэффициент сопротивления движению равен 0,02.

1062. Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 В и потребляет силу тока 20 А. Каков КПД установки, если груз массой 1 Т кран поднимает на высоту 19 м за 50 С?

1063. Какой длины надо взять никелиновую проволоку с площадью поперечного сечения 0,84 мм 2 , чтобы изготовить нагреватель напряжением 200 В, при помощи которого можно было бы нагреть воду объемом 2 л от 20°С до кипения за 10 мин при КПД 80%?

1064. Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 ОМ поместили в сосуд, содержащий 0,5 л воды при 20°С, и включили в сеть напряжением 220 В. Через 20 мин спираль выключили. Какое количество воды выкипело, если КПД спирали 80%?

1065. Найдите внутреннее сопротивление аккумулятора, если при увеличении внешнего сопротивления с 3 Ом до 10,5 Ом КПД схемы увеличился вдвое.

1066. При включении электромотора в сеть напряжением 120 В он потребляет ток 15 А. Определите мощность, потребляемую мотором, и его КПД, если сопротивление обмотки 1 Ом.

1067. Лампочки, сопротивления которых 3 ОМ и 12 Ом, поочередно подключенные к некоторому источнику тока, потребляют одинаковую мощность. Найдите внутреннее сопротивление источника и КПД цепи в каждом случае.

Чему равна мощность тока расходуемая лампочкой сопротивлением 10 ом

Разделы

Дополнительно

Два аккумулятора, э. д. с. которых $\mathcal_ <1>= 57 в$ и $\mathcal_ <2>= 32 в$, соединены, как указано на рис. Чему равна разность потенциалов между точками а и b, если отношение внутренних сопротивлений аккумуляторов $r_<2>/r_ <1>= 1,5$? Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.

Читайте так же:
Ток идет а лампочка не горит

Какой заряд протечет через гальванометр G в схеме, показанной на рис., если замкнуть ключ K? Здесь $C_<1>$ и $C_<2>$ — емкости конденсаторов, $R_<1>$ и $R_<2>$ — сопротивления, $\mathcal$ и $r$ — э. д. с. и внутреннее сопротивление батареи. При каком соотношении между параметрами схемы заряд через гальванометр при замыкании ключа не будет протекать?

Определить разность потенциалов на конденсаторе $C$ в схеме, изображенной на рис. Величины сопротивлений, э. д. с. батарей и их полярность указаны на рисунке. Внутренними сопротивлениями батарей пренебречь. Какой знак будет иметь заряд на верхней пластине конденсатора $C$ при $\mathcal_ <1>= \mathcal_ <2>$?

Расчетно-графическое задание № 2 6 страница

1. По кольцу радиусом R течет ток. На оси кольца на расстоянии 1 м от его плоскости магнитная индукция В = 10 нТл. Определить магнитный момент кольца с током. Считать R много меньшим d.

Ответ: 50 мА*м**2. Рисунок: нет.

2. Даны 12 элементов с ЭДС E=1.5В и внутренним сопротивлением r(i)=0.4 Ом. Как нужно соединить эти элементы, чтоб получить от собранной из них батареи наибольшую силу тока во внешней цепи, имеющей сопротивление R=0.3 Oм? Определить максимальную силу тока.

Ответ: Четыре параллельно соединенных группы по три последовательно соединенных элемента в каждой. 7.5 А. Рисунок: нет.

3. Напряженность Н магнитного поля равна 79,6 кА/м. Определить магнитную индукцию В0 этого поля в вакууме.

Ответ: 0,1Тл. Рисунок: нет.

4. ЭДС батареи аккумуляторов 12 В, сила тока короткого замыкания равна 5 А. Какую наибольшую мощность Р max можно получить во внешней цепи, соединенной с такой батареей?

Ответ: 15 Вт. Рисунок: нет.

5. На рис. 34 дана зависимость полезной мощности от силы тока в цепи. По точкам этой кривой найти внутреннее сопротивление и ЭДС элемента. Построить график зависимости КПД данного элемента и падения потенциала во внешней цепи от силы тока в цепи.

Ответ: По точкам на кривой рис.34 составляется таблица: Рисунок: N34.

6. По двум параллельным проводам длиной 1 м каждый текут одинаковые токи. Расстояние между проводами равно 1 см. Токи взаимодействуют с силой 1 мН. Найти силу тока в проводах.

Ответ: 7 А. Рисунок: нет.

7. В однородном магнитном поле, индукция которого В=0,1 Тл, равномерно вращается катушка, состоящая из N=100 витков проволоки. Частота вращения катушки n=5 с**(-1); площадь поперечного сечения катушки S-0,01 м**2. Ось вращения перпендикулярна к оси катушки и направлению магнитного поля. Найти максимальную э.д.с. индукции во вращающейся катушке.

Ответ: 3,14 В. Рисунок: Нет.

8. Ион, несущий один элементарный заряд, движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,015 Тл по окружности радиусом 10 см. Определить импульс иона.

Ответ: 2,4*10**(-22) кг*м/с. Рисунок: нет.

9. Поток альфа-частиц (ядер атома гелия), ускоренных разностью потенциалов U=1МВ, влетает в однородное магнитное поле напряженностью Н=1,2 кА/м. Скорость каждой частицы направлена перпендикулярно к направлению магнитного поля. Найти силу F, действующую на каждую частицу.

Ответ: F=4,7*10**(-12) Н. Рисунок: Нет.

10. Вычислить радиус дуги окружности, которую описывает протон в магнитном поле с индукцией 15 мТл, если скорость протона равна 2 Мм/с.

Ответ: 1,38 м. Рисунок: нет.

Расчетно-графическое задание № 2

1. Тонкое кольцо радиусом 10 см несет заряд 10 нКл. Кольцо равномерно вращается с частотой 10 с**(-1) относительно оси, перпендикулярной плоскости кольца и проходящей через ее центр. Найти: 1) магнитный момент кругового тока, создаваемого кольцом; 2) отношение магнитного момента к моменту импульса, если масса кольца равна 10 г.

Ответ: 1)3,14 нА*м**2; 2) 500 нКл/кг. Рисунок: нет.

2. По трем параллельным прямым проводам, находящимся на одинаковом расстоянии 10 см друг от друга, текут одинаковые токи 100 А.В двух проводах направления токов совпадают. Вычислить силу ,действующую на отрезок длиной 1 м каждого провода.

Ответ: F1 = F 2 =20 мН; F 3 = 34,6 мН. Рисунок: нет.

3. В однородном магнитном поле напряженностью H=79,6 кА/м помещена квадратная рамка, плоскость которой составляет с направлением магнитного поля угол альфа = 45 градусов. Сторона рамки а = 4 см. Найти магнитный поток Ф, пронизывающий рамку.

Ответ: Ф = 113 мкВб. Рисунок: Нет.

4. Вычислить сопротивление графитного проводника, изготовленного в виде прямого кругового усеченного конуса высотой 20 см и радиусами оснований r1 = 12мм и r2=8мм. Температура проводника равна 20 град С.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector