[an error occurred while processing this directive]
Основные представления об электричестве Цепи постоянного тока Правила Кирхгофа Законы постоянного тока Волновая оптика Примеры решения задач контрольной работы

Примеры решения задач к контрольной работе.

Задача 1. Цепи постоянного тока.

Определить ЭДС генератора его внутреннее сопротивление, если при мощности нагрузки Р1=2,7кВт напряжение на зажимах генератора U=225В, при мощности Р2=1,84кВт напряжение U=230В.

Решение: Определим токи, проходящие в нагрузке, для обоих случаев:

Воспользуемся законом Ома для всей цепи:  или E = IR+Ir и запишем два уравнения (для двух режимов работы цепи):

E=I1R+I1r=225+12r, 

E=I2R+I2r=230+8r.

Решая эту систему уравнений, определяем E и r: Е=240В; r = 1,25Ом.

На нагревательном элементе в течение 0,5 ч работы выделилось 550 ккал теплоты. Определить сопротивление элемента, потребляемый им ток, его мощность и затрачиваемую энергию при напряжении U=220 B.

Решение: По закону Джлуля-Ленца, Q=0,24UIt,

откуда

Сопротивление нагревателя: Ом.

Мощность нагревателя: P = UI = 220*5,8 = 1270 Вт = 1,27 кВт.

Энергия, потребляемая за 0,5 ч работы, W = Pt = 1.27*0.5 = 0.635 кВт*ч.

Двухпроводная линия питается от источника мощностью Р=2,5 кВт при токе потребления I=12 А. Определить мощность нагрузки, потерю напряжения и КПД линии, если ее длина составляет l=1200 м, а диаметр медных проводов d = 4,5 мм.

Решение: Определим сопротивление проводов линии:

Ом.

Зная ток в линии, определим потерю напряжения в ней: ∆U = RпрI = 2,64*12 = 31,7 B.

Мощность в линии: ∆Рл = ∆UI = 31,7*12 = 380 Вт.

Мощность, потребляемая нагрузкой: Рн = Рист - ∆Рл = 2500 – 380 = 2120 Вт = 2б12 кВт.

Коэффициент полезного действия линии:

Электрический ток Сила тока Электрическим током называется направленное движение электрических зарядов (например, в канале молнии, в проводе, в электронно-лучевой трубке телевизора). Силой тока называется количество заряда, проходящего через всё сечение провода в единицу времени

Закон Джоуля – Ленца В проводнике с конечным (не равным нулю) сопротивлением при протекании по нему электрического тока непрерывно выделяется тепло (проводник нагревается). Количество тепла, выделяющееся в единицу времени называют тепловой мощностью (или мощностью тока)

Зависимость сопротивления от температуры Зависимость сопротивления металлов (но не полупроводников!) от температуры в широком диапазоне температур хорошо описывается линейной функцией R(t) = R0 (1 + a t)

Плотность тока и закон Ома в локальной (дифференциальной) форме Рассмотрим провод длиной l и поперечного сечения S. Сопротивление провода R = r l/S, где r – удельное сопротивление провода. Пусть по проводу течет ток J, тогда по закону Ома к концам провода приложено напряжение U = J R = J r l/S. Запишем это иначе U/l = r J/S и учтем, что величина U/l = E есть напряженность электрического поля в проводе.

Задача. Электромагнетизм. В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,04 Тл на подвесе помещен проводник длиной l = 70 см перпендикулярно линиям поля. Определить электромагнитную силу при токах I = 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5 А. При каком значении тока произойдет разрыв нити, если сила натяжения для ее разрыва Fн = 0,08 Н, сила тяжести проводника Р=0,018 ? Определить минимальный ток для разрыва нити подвеса

Варианты контрольной работы. Задача. Электрические цепи постоянного тока. Через поперечное сечение проводника 5=2,5 мм2 за время t = 0,04 с прошел заряд Q=20*10-3 Кл. Определить плотность тока в проводнике. Определить длину медного изолированного провода, если его диаметр d=0,3мм, а сопротив­ление R = 82 Ом. Сопротивление провода R = 2,35 Ом при длине l=150м и диаметре d=1,5 мм. Определить материал провода. Определить необходимую длину нихромового провода диаметром d =0,1 мм для изготовления паяльника мощностью P=80 Вт на напряжение U=220 В.

Сопротивление обмотки цилиндрической катушки с сердечником R=1,2Ом. Провод медный диаметром d=0,5 мм, длина сердечника l=200 мм. Определить индуктивность катушки, если магнитная проницаемость  μ = 300.

Два генератора переменного тока работают параллельно на один потребитель, вырабатывая токи одной частоты. Число пар  полюсов у первого генератора 3, у второго 4. Определить частоту вращения второго  генератора, если у первого n = 800 об/мин.

Переменный ток возбуждается в рамке, состоящей из 300 витков с площадью каждого витка 300 см2, в магнитном поле с индукцией 0,015 Тл. Определить угловую скорость вращения рамки, если амплитудное значение ЭДС индукции равно 7,2 В.

Цепь постоянного тока содержит несколько резисторов, соединенных смешанно. Схема цепи с указанием сопротивление резисторов приведена на соответствующем рисунке. При этом I2=3,75A. Определить I5.


Физика