Какая тепловая мощность будет выделяться на резисторе: Тепловая мощность на резисторе формула

Задачи по физике и математике с решениями и ответами

Задача по физике — 2850

В цепи, показанной на рис., сопротивления всех резисторов одинаковы и равны 1 Ом. Все измерительные приборы и источники идеальные. Амперметры $A_{1}, A_{2}, A_{3}$ и $A_{4}$ показывают одинаковые значения сил токов, равные 1 А. Укажите направления токов через резисторы и определите показания остальных приборов.
Подробнее

Задача по физике — 2854

Если резистор сопротивлением 5 Ом подключить к двум последовательно соединенным одинаковым аккумуляторам, то на нем выделяется тепловая мощность 72 Вт. Определите, какая мощность будет выделяться на нем, если аккумуляторы соединить параллельно. Внутреннее сопротивление аккумулятора 2 Ом. Подробнее

Задача по физике — 2859

Плоский конденсатор с заземлёнными обкладками помещен в однородное магнитное поле $\vec{B}$, параллельное обкладкам (см. рис.). Через конденсатор перпендикулярно $\vec{B}$ пролетает со скоростью $\vec{v}$ металлическая пластина, толщина которой в 3 раза меньше расстояния между обкладками. Пренебрегая краевыми эффектами, найти плотности зарядов, индуцированных на обкладках в момент, когда пластина полностью перекрывает конденсатор.
Подробнее

Задача по физике — 2865

Определите показания амперметра в изображенной на рис. схеме. Сопротивление амперметра много меньше сопротивления резисторов, а батарейка идеальная, т.е. напряжение на ее клеммах не зависит от текущего через нее тока.
Подробнее

Задача по физике — 2873

К батарейке с ЭДС $\mathcal{E}$ и внутренним сопротивлением г подключены параллельно друг другу идеальная катушка индуктивности и резистор сопротивлением $R$ (рис.). Определите, как должна зависеть от времени индуктивность катушки, чтобы через нее тек постоянный ток $I_{0}$.
Подробнее

Задача по физике — 2936

Три одинаковые неподвижные металлические пластины расположены в воздухе на расстояниях $d_{1}$ и $d_{2}$ ($d_{2} > d_{1})$ друг от друга. Площадь каждой из пластин равна $S$ (рис.). На средней пластине 2 находится положительный заряд $Q$. Пластины 1 и 3 не заряжены и подключены через ключ К к катушке самоиндукции с индуктивностью $L$. Определить максимальное значение силы тока через катушку после замыкания ключа К. Расстояния $d_{1}$ и $d_{2}$ между пластинами малы по сравнению с их размерами. Омическим сопротивлением катушки пренебречь.
Подробнее

Задача по физике — 2937

Три одинаковые неподвижные металлические пластины расположены в воздухе на расстояниях $d_{1}$ и $d_{2}$ ($d_{2} > d_{1}$) друг от друга (рис.). На средней пластине 2 находится положительный заряд $Q$. Пластины 1 и 3 не заряжены и подключены через ключ К к катушке самоиндукции.
1) Определить максимальную величину и знак заряда на пластинах 1 и 3 после замыкания ключа К. Расстояние между $d_{1}$ и $d_{2}$ малы по сравнению с размерами пластины. Омическим сопротивлением катушки пренебречь.
2) Какие заряды установятся на пластинах 1 и 3 при наличии в цепи омических потерь?
Подробнее

Задача по физике — 2938

В схеме, изображенной на рис., в начальный момент ключ К разомкнут, а в замкнутом контуре схемы течет установившийся ток. Определить величину и направление тока через конденсатор С сразу после замыкания ключа К. Параметры схемы: ЭДС батареи $\mathcal{E}_{1} = 40 В$, внутреннее сопротивление $r_{1} = 20 Ом$; ЭДС $\mathcal{E}_{2} = 80 В$, внутреннее сопротивление $r_{2} = 5 Ом$; сопротивление резистора $R = 15 Ом$.
Подробнее

Задача по физике — 2939

Внутри плоского конденсатора, между обкладками которого с помощью источника напряжения поддерживается постоянная разность потенциалов $U$, расположена плоскопараллельная металлическая пластина толщиной $a$ и массой $m$. В начальный момент пластина прижата к левой обкладке конденсатора (рис.), а затем отпускается. Чему будет равна скорость пластины в тот момент, когда она достигнет правой обкладки конденсатора? Площадь каждой пластины равна 5, а расстояние между обкладками $d$.
Подробнее

Задача по физике — 2940

Три конденсатора с емкостями $C_{1} = C_{0}, C_{2} = 2C_{0}, C_{3} = 3C_{0}$, каждый из которых заряжен от батареи с ЭДС $\mathcal{E}$ и резистор с сопротивлением $R$ включены в схему, изображенную на рис.
1) Чему равен ток в цепи сразу после замыкания ключа?
2) Какая разность потенциалов установится на конденсаторе $C_{3}$?
Подробнее

Задача по физике — 2941

Между двумя неподвижными плоскопараллельными незаряженными пластинами 1 и 2, закороченными через резистор сопротивлением $R$ (рис.), помещают аналогичную проводящую пластину 3 с положительным зарядом $q$ на расстоянии $a$ от пластины 2 ($a 1) величину и направление тока через резистор $R$ сразу после перемещения пластины 3;
2) количество теплоты, выделившееся на резисторе после перемещения пластины. Площадь каждой пластины $S$, расстояние между пластинами мало по сравнению с линейными размерами пластин.
Подробнее

Задача по физике — 2942

В схеме (рис.) ключи $K_{1}$ и $K_{2}$ разомкнуты, а конденсаторы не заряжены. Ключ $K_{1}$ замыкают, оставляя $K_{2}$ разомкнутым. В результате на конденсаторе емкостью $C$ устанавливается напряжение $V_{1} = 6 В$. Найти ЭДС $\mathcal{E}$ источника тока. Каким станет установившееся напряжение $V_{2}$ на конденсаторе емкостью $C$ после замыкания ключа $K_{2}$ при замкнутом $K_{1}$?
Подробнее

Задача по физике — 2943

Две батареи с ЭДС $\mathcal{E}_{1}$ и $\mathcal{E}_{2}$ включены в схему, параметры которой указаны на рис., причем $R_{1} = R_{2} = R_{3} = R$. В начальный момент времени ключи $K_{1}$ и $K_{2}$ разомкнуты, конденсаторы не заряжены. Ключи одновременно замыкают.
1) Найти начальный ток через резистор $R_{1}$.
2) Какое количество теплоты выделится во всей схеме после замыкания ключей? Внутренним сопротивлением батарей пренебречь.
Подробнее

Задача по физике — 2944

На гладкой горизонтальной поверхности расположено тонкое непроводящее кольцо массой $m$, вдоль которого равномерно распределен заряд $Q$. Кольцо находится во внешнем однородном магнитном поле с индукцией $B_{0}$, направленной перпендикулярно плоскости кольца. Внешнее магнитное поле выключают.
1) По какой причине (указать механизм) кольцо начнет вращаться?
2) Найти угловую скорость вращения кольца после выключения магнитного поля. Подробнее

Задача по физике — 2945

Электрическая цепь состоит из батареи с ЭДС $\mathcal{E}$, сопротивления $R$ и конденсатора переменной емкости, начальное значение которой равно $C_{0}$ (рис.). Через некоторое время после замыкания ключа К в цепи течет ток $I_{0}$. Начиная с этого момента времени, емкость конденсатора изменяется таким образом, что ток в цепи остается постоянным и равным $I_{0}$.
1) Определить ток в цепи сразу после замыкания ключа К.
2) Найти зависимость емкости конденсатора от времени. Внутреннее сопротивление батареи не учитывать.
Подробнее

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru. Мощность тока

Соединения конденсаторов

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Содержание Соединения конденсаторов 1 Всероссийская олимпиада школьников по физике………………. 3 2 Московская физическая олимпиада………………………

Подробнее

Вычисление сопротивлений

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Вычисление сопротивлений Задача 1. («Курчатов»016, 8 ) В лаборатории есть два куска медной проволоки одинакового поперечного сечения. Сопротивление этих кусков,

Подробнее

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ФОРМУЛЫ

На рисунке показана цепь постоянного тока. Внутренним сопротивлением источника тока можно пренебречь. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать (

Подробнее

Задания 15 по физике.

Задания 15 по физике 1. Электрическая цепь состоит из источника постоянного напряжения с ЭДС = 40 В и внутренним сопротивлением r=2 Ом, резистора с переменным сопротивлением и амперметра. На каком из приведенных

Подробнее

/ /12

1. Задание 14 1428 Вариант 3580611 Резистор 1 с электрическим сопротивлением 3 Ом и резистор 2 с электрическим сопротивлением 6 Ом включены последовательно в цепь постоянного тока. Чему равно отношение

Подробнее

Количество теплоты. Катушка

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Количество теплоты. Катушка В данном листке рассматриваются задачи на расчёт количества теплоты, которое выделяется в цепях, состоящих из резисторов и катушек

Подробнее

Количество теплоты. Катушка

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Количество теплоты. Катушка В данном листке рассматриваются задачи на расчёт количества теплоты, которое выделяется в цепях, состоящих из резисторов и катушек

Подробнее

Вычисление сопротивлений

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Вычисление сопротивлений Задача 1. (МОШ, 2014, 9 10 ) Имеются 10 резисторов сопротивлением 1 ком. Нарисуйте схему электрической цепи, сопротивление которой как

Подробнее

Законы постоянного тока

Вариант 1 1. Сила тока в проводнике равномерно нарастает от 0 до 3 А в течение 10 с. Определить заряд, прошедший в проводнике за это время. Ответ: 15Кл. 2. Три батареи аккумуляторов с ЭДС 12 В, 5 В и 10

Подробнее

Электромагнитные колебания

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Электромагнитные колебания Задача 1. (МФО, 2014, 11 ) Заряженный конденсатор начинает разряжаться через катушку индуктивности. За две миллисекунды его электрический

Подробнее

Отложенные задания (69)

Отложенные задания (69) Общее сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно 9 Ом. Сопротивления резисторов R 1 и R 2 равны. Чему равно сопротивление каждого резистора? 1) 81 Ом 2) 18 Ом 3)

Подробнее

Количество теплоты. Конденсатор

И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Количество теплоты. Конденсатор В данном листке рассматриваются задачи на расчёт количества теплоты, которое выделяется в цепях, состоящих из резисторов и конденсаторов.

Подробнее

Часть I.Расчёт сопротивлений

Фонд «Талант и успех». Образовательный центр «Сириус». Направление «Наука». прельская физическая смена. 207 год. Часть I.Расчёт сопротивлений Закон Ома. Сопротивление. Последовательное и параллельное соединение.симметричные

Подробнее

Банк заданий по физике 11 класс

Банк заданий по физике 11 класс ЭЛЕКТРОДИНМИК Электрическое поле 1 Во сколько раз уменьшится энергия электростатического поля конденсатора, если напряжение на его окладках уменьшить в 2,5 раза? 2 Два неподвижных

Подробнее

Постоянный электрический ток

1 Постоянный электрический ток Справочные сведения. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛЫ ТОКА Пусть через некоторую поверхность, площадь которой S, перпендикулярно ей, за время проходит заряд q. Тогда силой тока называется

Подробнее

3.ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. 2.Постоянный ток

3.ЭЛЕКТРИЧЕСТВО 2.Постоянный ток 2.1.Ток в металлах 59.Найти сопротивление между точками А и D, если каждое из трёх сопротивлений равно 1 Ом. (0,33 Ом ) А В С D 1 2 60.Найти полное сопротивление электрической

Подробнее

1) 0,1 А/дел 2) 0,2 А/дел 3) 0,3 А/дел 4) 0,4 А/дел

ФИЗИК, 11 класс, УМК 2 Вариант 1, Октябрь 2012 Краевая диагностическая работа по ФИЗИКЕ Вариант 1 Часть 1 При выполнении заданий 1 7 в бланке ответов 1 под номером выполняемого задания поставьте знак «х»

Подробнее

3. Постоянный электрический ток.

3 Постоянный электрический ток Закон Ома для однородного участка цепи: где разность потенциалов на концах участка Сопротивление однородного участка проводника: l l S σs где удельное сопротивления σ удельная

Подробнее

Ответ: 35. Ответ: 21.

Задачи по теме «Электродинамика» (тексты Демидовой М.Ю. ЕГЭ-2017) Вариант 1 Задание 14. Пять одинаковых резисторов с сопротивлением 1 Ом соединены в электрическую цепь, через которую течёт ток I = 2 А

Подробнее

Задание 1. Ответ: 31.

Задание 1. Установите соответствие между физическими величинами, описывающими протекание постоянного тока через резистор, и формулами для их расчёта. В формулах использованы обозначения: R сопротивление

Подробнее

Элементы электрических цепей

Элементы электрических цепей Элементы цепи Соединительные элементы (провода) Сопротивление (резистор) Реостат (переменный резистор) Конденсатор Соединительные элементы, показывают на схеме точки, потенциалы

Подробнее

9 класс дистанционный тур2 2014/2015 г.

9 класс дистанционный тур2 2014/2015 г. 9 класс тур2 Задание 1. Тест (16 вопросов, 40 баллов) 9 класс тур2 Задание 2. Задача: Перевозка груза (15 баллов) На плоту, собранном из 8 брёвен, перевозили груз

Подробнее

U а) 2 А, б) 5 А, в) 10 А

Тест по электротехнике. Вариант 1. 1.Какие приборы изображены на схеме? а) электрическая лампочка и резистор; б) электрическая лампочка и плавкий предохранитель; в) источник электрического тока и резистор.

Подробнее

Электромагнитная индукция

И. В. Яковлев Материалы по физике MthUs.ru Электромагнитная индукция Задача 1. Проволочное кольцо радиусом r находится в однородном магнитном поле, линии которого перпендикулярны плоскости кольца. Индукция

Подробнее

Задачи по физике Электричество. 11 класс

Подборка материала по физике для 11 класса при подготовке к ЕГЭ

Электричество

1.  В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут. Заряд конденсатора   ЭДС батарейки   её внутреннее сопротивление   сопротивление резистора   Найдите количество теплоты, которое выделяется на резисторе после размыкания ключа К в результате разряда конденсатора. Потерями на излучение пренебречь.

положения равновесия, период которых равен Т. 

2. 

К источнику тока с ЭДС   и внутренним сопротивлением   подключили параллельно соединенные резистор с сопротивлением   и плоский конденсатор, расстояние между пластинами которого   Какова напряженность электрического поля между пластинами конденсатора?

3. 

К источнику тока с ЭДС   и внутренним сопротивлением  подключили параллельно соединенные резистор с сопротивлением   и плоский конденсатор. В установившемся режиме напряженность электрического поля между пластинами конденсатора   Определите расстояние между его пластинами.

4.  В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна 12 В, емкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 5 мГн, сопротивление лампы 5 Ом и сопротивление резистора 3 Ом.

В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока, и проводов пренебречь.

5. 

Напряжённость электрического поля плоского конденсатора (см. рисунок) равна 24 кВ/м. Внутреннее сопротивление источника   ЭДС   сопротивления резисторов     Найдите расстояние между пластинами конденсатора.

6.  Два точечных заряда   и   находящиеся на расстоянии   друг от друга, притягиваются с силой   Сумма зарядов равна   Чему равны модули этих зарядов? Ответ округлите до десятых долей мкКл.

7. 

Если между контактами 1 и 2 схемы, изображённой на рисунке, включить источник напряжения с ЭДС 50 В и малым внутренним сопротивлением, то идеальный вольтметр, подключённый к контактам 3 и 4, показывает напряжение 20 В, а идеальный амперметр — силу тока, равную 1 А. Если теперь поменять местами источник и вольтметр, то он показывает напряжение 14 В. Какой ток показывает теперь амперметр?

8.  Как и во сколько раз изменится мощность, выделяющаяся на резисторе   в цепи, схема которой изображена на рисунке, если перевести ключ К из положения 1 в положение 2? Параметры цепи:         

9. 

На уроке физики школьник собрал схему, изображенную на рисунке. Ему было известно, что сопротивления резисторов равны   и   Токи, измеренные школьником при помощи идеального амперметра А при последовательном подключении ключа К к контактам 1, 2 и 3, оказались равными, соответственно,       Чему было равно сопротивление резистора  ?

10.  Два одинаковых воздушных конденсатора соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения. Затем один из них, не разрывая цепь, опустили в масло с диэлектрической проницаемостью   Как и во сколько раз при этом изменится энергия второго конденсатора, который остался не погружённым в масло?

11. 

В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, конденсатор   изначально не заряжен. Ключ К переводят в положение 1. Затем, спустя очень большое время, переключают его в положение 2, и снова ждут в течение достаточно большого промежутка времени. В результате перевода ключа в положение 2 энергия конденсатора увеличивается в   раз. Найдите сопротивление резистора   если 

12. 

Источник постоянного напряжения с ЭДС 100 В подключён через резистор к конденсатору, расстояние между пластинами которого можно изменять (см. рисунок). Пластины раздвинули, совершив при этом работу 90 мкДж против сил притяжения пластин. На какую величину изменилась ёмкость конденсатора, если за время движения пластин на резисторе выделилось количество теплоты 40 мкДж? Потерями на излучение пренебречь.

13. 

Какое количество теплоты выделится в схеме, изображённой на рисунке, после размыкания ключа  ? Параметры цепи:       

14. 

В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ К1, а затем, спустя длительное время, ключ К2. Какой заряд и в каком направлении протечёт после этого через ключ К2, если R1 = 2 Ом, R2 = 3 Ом, C1 = 1 мкФ, С2 = 2 мкФ,   = 10 В? Источник считайте идеальным.

15.  Вольтамперные характеристики газовых ламп     и   при достаточно больших токах хорошо описываются квадратичными зависимостями       где   — некоторая известная размерная константа. Лампы   и   соединили параллельно, а лампу   — последовательно с ними (см. рисунок).

Определите зависимость напряжения от силы тока, текущего через такой участок цепи, если токи через лампы таковы, что выполняются вышеуказанные квадратичные зависимости.

16. 

В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ   а затем, спустя длительное время, ключ   Известно, что после этого через ключ   протек заряд, равный по модулю   Чему равна ЭДС   источника тока, если  ? Источник считайте идеальным.

17.  Металлический диск радиусом   с малым сопротивлением вращается в магнитном поле с индукцией   перпендикулярной плоскости диска, с угловой

18.  В цепи, схема которой изображена на рисунке, по очереди замыкают ключи   выжидая каждый раз достаточно длительное время до окончания процессов зарядки конденсаторов. Какое количество теплоты выделится в резисторе после замыкания ключа  ? До его замыкания все остальные ключи уже были замкнуты. Параметры цепи:     

19.  В цепи, схема которой изображена на рисунке, по очереди замыкают ключи   выжидая каждый раз достаточно длительное время до окончания процессов зарядки конденсаторов.

Какое количество теплоты выделится в этой цепи после замыкания всех ключей? Параметры цепи:     

20.  Школьник собрал схему, изображённую на первом рисунке. После её подключения к идеальному источнику постоянного напряжения оказалось, что амперметр показывает ток   = 0,9 А, а вольтметр — напряжение   = 20 В. Когда школьник переключил один из проводников вольтметра от точки 1 к точке 2 (см. второй рисунок), вольтметр стал показывать напряжение   = 19 В, а амперметр — ток   = 1 А. Во сколько раз сопротивление вольтметра больше сопротивления амперметра?

21.  Школьник собрал схему, изображённую на первом рисунке. После её подключения к идеальному источнику постоянного напряжения оказалось, что амперметр показывает ток   а вольтметр — напряжение   Когда школьник переключил один из проводников вольтметра от точки 1 к точке 2 (см. второй рисунок), вольтметр стал показывать напряжение   а амперметр — ток   Во сколько раз сопротивление вольтметра больше сопротивления амперметра?

22. 

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут. ЭДС батарейки   ёмкость конденсатора   Отношение внутреннего сопротивления батарейки к сопротивлению резистора   Найдите количество теплоты, которое выделится на резисторе после размыкания ключа К в результате разряда конденсатора.

23. 

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут. ЭДС батарейки   ёмкость конденсатора   После размыкания ключа К в результате разряда конденсатора на резисторе выделяется количество теплоты   Найдите отношение внутреннего сопротивления батарейки к сопротивлению резистора 

24. 

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут. ЭДС батарейки   В, её внутреннее сопротивление   Ом сопротивление резистора   Ом. После размыкания ключа К в результате разряда конденсатора на резисторе выделяется количество теплоты   мкДж. Найдите ёмкость конденсатора С.

25. 

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут. ЭДС батарейки   отношение внутреннего сопротивления батарейки к сопротивлению резистора   После размыкания ключа К в результате разряда конденсатора на резисторе выделяется количество теплоты   Найдите ёмкость конденсатора С.

26. 

В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС батареи равна 100 В, сопротивления резисторов   Ом и   Ом, а ёмкости конденсаторов   мкФ и   мкФ. В начальном состоянии ключ К разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Через некоторое время после замыкания ключа в системе установится равновесие. Какую работу совершат сторонние силы к моменту установления равновесия?

27. 

В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС батареи равна 100 В, сопротивления резисторов   Ом и   Ом, а ёмкости конденсаторов   мкФ и   мкФ. В начальном состоянии ключ К разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Через некоторое время после замыкания ключа в системе установится равновесие. Какую работу совершат сторонние силы к моменту установления равновесия?

28. 

В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС батареи равна 100 В, сопротивления резисторов   Ом и   Ом, а ёмкости конденсаторов   мкФ и   мкФ. В начальном состоянии ключ К разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Через некоторое время после замыкания ключа в системе установится равновесие. Какое количество теплоты выделится в цепи к моменту установления равновесия?

29. 

В схеме, показанной на рисунке, ключ К долгое время находился в положении 1. В момент   ключ перевели в положение 2. К моменту   на резисторе R выделилось количество теплоты   Сила тока в цепи в этот момент равна   Чему равно сопротивление резистора R? ЭДС батареи   её внутреннее сопротивление   ёмкость конденсатора   Потерями на электромагнитное излучение пренебречь.

30. 

В схеме, показанной на рисунке, ключ К долгое время находился в положении 1. В момент   ключ перевели в положение 2. К моменту   на резисторе   кОм выделилось количество теплоты   мкДж. Чему равна сила тока в цепи в этот момент? ЭДС батареи  В, её внутреннее сопротивление   Ом, ёмкость конденсатора   мкФ. Потерями на электромагнитное излучение пренебречь.

31. 

В схеме, показанной на рисунке, ключ К долгое время находился в положении 1. В момент   ключ перевели в положение 2. Какое количество теплоты Q выделится на резисторе   кОм к моменту   когда сила тока в цепи   мА? ЭДС батареи   В, её внутреннее сопротивление   Ом, ёмкость конденсатора   мкФ. Потерями на электромагнитное излучение пренебречь.

32. 

В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока соответственно равны 3 В и 0,5 Ом, ёмкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 2 мГн. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Сопротивлением катушки и проводов пренебречь.

33. 

В схеме, показанной на рисунке, ключ К долгое время находился в положении 1. В момент   ключ перевели в положение 2. К моменту   на резисторе   выделилось количество теплоты   Сила тока в цепи в этот момент равна   Чему равна ёмкость С конденсатора? ЭДС батареи   её внутреннее сопротивление   Потерями на электромагнитное излучение пренебречь.

34. 

В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока соответственно равны 12 В и 1 Ом, ёмкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 36 мГн, сопротивление лампы 5 Ом. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Сопротивлением катушки и проводов пренебречь.

35. 

В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС батареи равна 100 В; сопротивления резисторов:   и   а ёмкости конденсаторов   и   В начальном состоянии ключ К разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Через некоторое время после замыкания ключа в системе установится равновесие. Какое количество теплоты выделится в цепи к моменту установления равновесия?

36. 

Сопротивления всех резисторов в цепи, схема которой изображена на рисунке, одинаковы и равны R = 15 Ом. Найдите сопротивление цепи между точками А и В после того, как был удалён проводник, соединявший точки О´ и О´´.

37. 

В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ К налево, в положение 1. Спустя некоторое время, достаточное для зарядки конденсатора ёмкостью   от идеальной батареи с напряжением   ключ К замыкают направо, в положение 2, подсоединяя при этом к первому, заряженному, конденсатору второй, незаряженный, конденсатор ёмкостью Какое количество теплоты Q выделится в резисторе R в течение всех описанных процессов? Первый конденсатор сначала был незаряженным.

38. 

На рисунке изображена схема электрической цепи. Сопротивления четырёх резисторов внутри схемы одинаковы и равны R = 6 Ом, а четырёх других, расположенных по периметру схемы, – одинаковы и равны 2R. Найдите сопротивление цепи между точками А и В после того, как был удалён проводник, соединявший точки О´ и О´´.

39. 

В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ К налево, в положение 1. Спустя некоторое время, достаточное для зарядки конденсатора ёмкостью С = 5 мкФ от идеальной батареи с напряжением U = 600 В, ключ К замыкают направо, в положение 2, подсоединяя при этом к первому, заряженному, конденсатору второй такой же, незаряженный. Какое количество теплоты Q выделится в резисторе R в течение всех описанных процессов? Первый конденсатор сначала был незаряженным.

40. 

В схеме, изображённой на рисунке, ЭДС источника ε = 12 В, сопротивление резистора R = 12 Ом. Вначале, после замыкания ключа К1, амперметр показал ток силой I1 = 1,00 А, а после дополнительного замыкания второго ключа К2амперметр показал ток силой I2 = 1,01 А. Чему равно сопротивление RV  вольтметра?

41. 

В схеме, изображённой на рисунке, ЭДС источника ε = 10 В, сопротивление резистора R = 10 Ом. Вначале, после замыкания ключа К1, амперметр показал ток силой I1 = 1,00 А, а после дополнительного замыкания второго ключа К2амперметр показал ток силой I2 = 1,01 А. Чему равно сопротивление RV  вольтметра?

42. 

Два плоских конденсатора ёмкостью С и 2С соединили параллельно и зарядили до напряжения U. Затем ключ К разомкнули, отключив конденсаторы от источника (см. рисунок). Пространство между их обкладками заполнено жидким диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε. Какой будет разность потенциалов между обкладками, если из левого конденсатора диэлектрик вытечет?

43. 

Два плоских конденсатора ёмкостью С и 2С соединили параллельно и зарядили до напряжения U. Затем ключ К разомкнули, отключив конденсаторы от источника (см. рисунок). Пространство между их обкладками заполнено жидким диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε. Какой будет разность потенциалов между обкладками, если из правого конденсатора диэлектрик вытечет?

44. 

Заряженный конденсатор С1 = 1 мкФ включён в последовательную цепь из резистора R = 300 Ом, незаряженного конденсатора C2 = 2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). После замыкания ключа в цепи выделяется количество теплоты Q = 30 мДж. Чему равно первоначальное напряжение на конденсаторе С1?

45. 

Одни и те же элементы соединены в электрическую цепь сначала по схеме 1, а затем по схеме 2 (см. рисунок). Сопротивление резистора равно R, сопротивление амперметра   сопротивление вольтметра   Найдите отношение мощностей   выделяемых на резисторах в этих схемах. Внутренним сопротивлением источника и сопротивлением проводов пренебречь.

46. 

В цепи, схема которой изображена на рисунке, ключ К в некоторый момент замыкают. На сколько после этого изменится заряд q конденсатора C ёмкостью 10 мкФ? ЭДС источника с малым внутренним сопротивлением равна ε = 5 В, сопротивление резистора R = 4 Ом, сопротивление катушки индуктивности r = 1 Ом, сопротивлением проводов можно пренебречь.

47. 

В цепи, схема которой изображена на рисунке, ключ К в некоторый момент замыкают. На сколько после этого изменится заряд q конденсатора C ёмкостью 10 мкФ? ЭДС источника с малым внутренним сопротивлением равна ε = 5 В, сопротивление резистора R = 4 Ом, сопротивление катушки индуктивности r = 1 Ом, сопротивлением проводов можно пренебречь.

48. 

Какая тепловая мощность выделяется на лампе 4 в цепи, собранной по схеме, изображённой на рисунке? Сопротивление ламп 1 и 2 R1 = 20 Ом, ламп 3 и 4 R2 = 10 Ом. Внутреннее сопротивление источника r = 5 Ом, его ЭДС E = 100 В.

49. 

Источник тока, два резистора и ключ включены в цепь, как показано на рисунке. При разомкнутом ключе на резисторе R1 выделяется мощность P1 = 2 Вт, а на резисторе R2 — мощность P2 = 1 Вт. Какая мощность будет выделяться на резисторе R2 после замыкания ключа К? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

50. 

У школьника в наличии был источник постоянного напряжения с малым внутренним сопротивлением, два точных, но неидеальных измерительных прибора — амперметр и вольтметр, а также резистор с сопротивлением R = 4 Ом. Школьник вначале подключил к источнику только вольтметр, и он показал напряжение U0 = 5 В. Затем школьник собрал цепь, схема которой изображена на рисунке, и обнаружил, что амперметр показывает ток I1 = 1 А, а вольтметр — напряжение U1 = 3 В. Затем школьник поменял в цепи местами измерительные приборы. Чему при этом стали равны их показания I2 и U2?

51. 

У школьника в наличии был источник постоянного напряжения с малым внутренним сопротивлением, два точных, но неидеальных измерительных прибора — амперметр и вольтметр, а также резистор с сопротивлением R = 4 Ом. Школьник вначале подключил к источнику только вольтметр, и он показал напряжение U0 = 5 В. Затем школьник собрал цепь, схема которой изображена на рисунке, и обнаружил, что амперметр показывает ток I1 = 0,25 А, а вольтметр — напряжение U1= 4,5 В. Затем школьник понял, что перепутал положения приборов, и поменял их в цепи местами. Чему при этом стали равны показания амперметра и вольтметра I2 и U2?

52. 

Сетка из одинаковых резисторов присоединена к идеальной батарейке с ЭДС E (см. рисунок). Какое напряжение U покажет идеальный вольтметр, подключённый между точками А и В сетки?

53.  рисунок такой же, как в №91. Сетка из одинаковых резисторов присоединена к идеальной батарейке с ЭДС E (см. рисунок). Какое напряжение U покажет идеальный вольтметр, подключённый между точками А и В сетки?

54. 

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного полюса, а к точке В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность равна 14,4 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалась равной 21,6 Вт. Укажите, как течёт ток через диод и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивления резисторов в этой цепи.

55. 

В цепи, показанной на рисунке, ключ K долгое время замкнут. ЭДС источника ξ = 3 В. Внутреннее сопротивление источника равно r = 2 Oм. Индуктивность катушки равна L = 50 мГн. Ключ размыкают. Определите напряжение на конденсаторе, ёмкость которого равна С = 50 мкФ, в тот момент времени, когда сила тока в катушке будет равна I = 1 А.

56. 

Конденсатор C1 = 1 мкФ заряжен до напряжения U = 300 В и включён в последовательную цепь из резистора R = 300 Ом, незаряженного конденсатора C2 = 2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа, пока ток в цепи не прекратится?

57. 

В цепи, схема которой изображена на рисунке, оба конденсатора вначале разряжены. Ключ К1 замыкают на достаточно долгое время, пока ток в цепи не прекратится, а затем замыкают ключ К2. Какое количество теплоты Q выделится в цепи после замыкания ключа К2? Параметры цепи: U = 10 В, C1 = 10 мкФ, C2 = 5 мкФ.

58. 

В цепи, схема которой изображена на рисунке, оба конденсатора вначале разряжены. Ключ К1 замыкают на достаточно долгое время, пока ток в цепи не прекратится, а затем замыкают ключ К2. Какое количество теплоты Q выделится в цепи после замыкания ключа К2? Параметры цепи: U = 12 В, C1 = 5 мкФ, C2 = 10 мкФ.

59. 

Какой заряд установится на конденсаторе С ёмкостью 1 мкФ после замыкания ключа К в цепи, схема которой изображена на рисунке? Параметры цепи: U = 12 В, R1 = 3 Ом, R2 = 1 Ом, R3 = 2 Ом, R4 = 4 Ом. Внутреннее сопротивление батареи равно нулю.

60. 

Какой заряд установится на конденсаторе С ёмкостью 10 мкФ после замыкания ключа К в цепи, схема которой изображена на рисунке? Параметры цепи: U = 10 В, R1 = 2 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 1 Ом, R4 = 3 Ом. Внутреннее сопротивление батареи равно нулю.

61. 

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивления резисторов равны между собой: R1 = R2 = R3 = R. При разомкнутом ключе К через резистор R3 течёт ток I0 =1,4 А. Загорится ли лампа после замыкания ключа, если она загорается при силе тока I = 0,5 А? Сопротивление лампы в этом режиме Rл = 3R. Внутренним сопротивлением источника пренебречь, диод считать идеальным.

62. 

В схеме, изображённой на рисунке, ключ К вначале замыкают на достаточно долгое время, пока ток в цепи не установится, а затем размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого в резисторе R1? Параметры цепи: E = 5 В, r = 10 Ом, R1 = 5 Ом, R2 = 10 Ом, L = 30 мГн.

63. 

В схеме, изображённой на рисунке, ключ К вначале замыкают на достаточно долгое время, пока ток в цепи не установится, а затем размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого в резисторе R2? Параметры цепи: E = 5 В, r = 10 Ом, R1 = 5 Ом, R2 = 10 Ом, L = 30 мГн.

64. 

В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, конденсатор С изначально не заряжен, а отношение   Ключ К переводят в положение 1. Затем, спустя большой промежуток времени, ключ переводят в положение 2 и снова ждут в течение большого промежутка времени. В какое число раз n увеличится энергия конденсатора в результате перевода ключа в положение 2?

65.  В цепи, схема которой изображена на рисунке, ЭДС первого источника E1 = 3 В, его внутреннее сопротивление r1 = 2 Ом, ЭДС второго источника E2 = 7 В, его внутреннее сопротивление r2 = 1 Ом, сопротивления резисторов R1 = 4 Ом, R2 = 5 Ом, R3 = 6 Ом, R4 = 7 Ом, ёмкость конденсатора C = 100 мкФ. Найдите энергию этого конденсатора, если до включения в данную цепь он был не заряжен.

66. 

В схеме, изображённой на рисунке, ЭДС источника E = 12 В, его внутреннее сопротивление r = 1 Ом, сопротивление резистора R1 = 10 Ом, сопротивление катушки индуктивности L равно R2 = 1 Ом. Вначале ключ К замыкают в положение 1, а через длительное время переключают в положение 2. После этого в замкнутой части цепи справа от ключа выделяется количество теплоты Q = 2 Дж. Какой поток Ф вектора магнитной индукции существовал в катушке индуктивности перед переключением ключа в положение 2?

67.  В цепи, схема которой изображена на рисунке, ЭДС первого источника E1 = 5 В, его внутреннее сопротивление r1 = 2 Ом, ЭДС второго источника E2 = 10 В, его внутреннее сопротивление r2 = 1 Ом, сопротивления резисторов R1 = 1 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 11 Ом, ёмкость конденсатора C = 200 мкФ. Найдите энергию этого конденсатора, если до включения в данную цепь он был не заряжен.

68. 

В схеме, изображённой на рисунке, ЭДС источника E = 10 В, е го внутреннее сопротивление r = 1 Ом, сопротивление резистора R1 = 16 Ом, сопротивление катушки индуктивности L равно R2 = 3 Ом. Вначале ключ К замыкают в положение 1, а через длительное время переключают в положение 2. После этого в замкнутой части цепи справа от ключа выделяется количество теплоты Q = 0,5 Дж. Какой поток Ф вектора магнитной индукции существовал в катушке индуктивности перед переключением ключа в положение 2?

69. 

Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью   и   подключена к источнику постоянного тока с ЭДС   и внутренним сопротивлением   (см. рисунок). Определите энергию конденсатора 

70. 

В цепи, изображённой на рисунке, к конденсаторам ёмкостью С1 = 2 мкФ и С2 = 3 мкФ подключена цепочка из двух последовательно соединённых батареек с ЭДС ε1 = 5 В и ε2 = 4 В. Найдите разность потенциалов Δφab между точками a и b цепи.

71. 

В цепи, изображённой на рисунке, к конденсаторам ёмкостью С1 = 5 мкФ и С2 = 4 мкФ подключена цепочка из двух последовательно соединённых батареек с ЭДС ε1 = 3 В и ε2 = 4 В. Найдите разность потенциалов Δφab между точками a и b цепи.

72.  В электрической схеме до замыкания ключа К показание идеального вольтметра 9 В. После замыкания ключа показание идеального амперметра 1 А. Найдите внутреннее сопротивление батарейки.

73. 

Найдите заряд q конденсатора ёмкостью С = 5 мкФ в цепи, схема которой изображена на рисунке. Сопротивления резисторов равны R1 = 2 Ом, R2 = 3 Ом, R3 = 1 Ом, R4 = 2,5 Ом, источник постоянного напряжения идеальный, U = 4 В.

74. 

В цепи изображённой на рисунке     В начальный момент ключ K замкнут. Во сколько раз уменьшится мощность, выделяемая на   после размыкания ключа?

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/414613-zadachi-po-fizike-jelektrichestvo-11-klass

Работа и мощность тока.

Работа и мощность тока. Общие требования к решению задач. | Теплота и работа. | Изменение агрегатных состояний вещества. | Тепловое расширение тел. | Электростатика. | Напряженность электростатического поля. | Работа в электростатическом поле. Потенциал. | Сила тока. Сопротивление. | Закон Ома для однородного участка цепи. | Постоянные магниты. |

3.5.1. Рассказывая на уроке о передаче электроэнергии на большие расстояния, ученик Н. сказал, что для уменьшения мощности тепловых потерь следует уменьшать силу тока в цепи, т. к. формула мощности имеет вид Р=I2R. На это ученик К. возразил, что та же формула может быть представлена в виде Р=U2/R, и тогда необходимо снижение напряжения. Кто из учеников прав и почему?

3.5.2. Во сколько раз увеличится количество теплоты, выделяющееся в электроплитке, если сопротивление спирали плитки уменьшить в 2 раза, а напряжение в сети увеличить в 2 раза?

à3.5.3. Кольцо из однородной проволоки включено в цепь, как показано на рисунке. При каком положении движка В в кольце будет выделяться минимальное количество теплоты? Напряжение источника постоянно.

3.5.4. Какая часть спирали плитки вышла из строя, если время закипания воды уменьшилось в 1,5 раза? Считать, что удельное сопротивление спирали неизменно.

3.5.5. При ремонте электроплитки спираль была укорочена на 0,1 первоначальной длины. Во сколько раз изменилась мощность плитки?

à3.5.6. В электроплитке сопротивления соединены в схему, показанную на рисунке. Электроплитка включается в сеть точками 1 и 2, при этом за некоторое время удается довести до кипения m1=500г воды. Сколько воды можно довести до кипения за то же время, если электроплитку включить в сеть точками 1 и 3? Начальная температура воды в обоих случаях одна и та же. Тепловыми потерями пренебречь.

à3.5. 7.При замыкании ключа К в цепи (см. рис) сначала загорается лампочка Л,2 потом Л1 и Л3, при этом лампочка Л2 гаснет. Объясните явление. Лампочки Л1 и Л3 одинаковы.

3.5.8. При перемещении заряда q=20Кл по проводнику сопротивлением R=0,5 Ом совершена работа А=100Дж. найдите время, в течение которого по проводнику шел ток, считая его постоянным.

3.5.9. Какая энергия расходуется на нагревание электроутюга в течение 50с, если напряжение в сети 220В, а сила тока 3А?


3.5.10. Две электрические лампочки, соединенные параллельно, подключены к источнику питания. Сопротивление первой лампочки R1=360 Ом, второй – R2=240 Ом. Во сколько раз мощность, которую выделяет вторая лампочка, больше мощности, выделяемой первой лампочкой?

3.5.11. Два проводника, сопротивления которых R1=7 Ом и R2=5 Ом, соединяют параллельно и подключают к источнику тока. В первом проводнике в течение некоторого промежутка времени выделилось количество теплоты Q1=300Дж. Какое количество теплоты выделится во втором проводнике за это же время?

3.5.12. Аккумулятор с ЭДС 6В и внутренним сопротивлением 0,1 Ом питает внешнюю цепь сопротивлением 11,9 Ом. Какое количество теплоты выделится за 10 мин во всей цепи?

3.5.13. На сколько градусов изменится температура воды в калориметре, если через нагреватель пройдет 3ООКл электричества? Напряжение на нагревателе 210В, масса воды 5кг. Теплопотери не учитывать.

3.5.14. В калориметр массой m1=200г с удельной теплоемкостью с1=400Дж/(кг·0С) налито m2=0,3кг жидкости с удельной теплоемкостью с2=2000Дж/(кг·0С) и опущена спираль сопротивлением R=5 Ом. Сколько времени следует пропускать через спираль ток I=2А, чтобы температура в калориметре повысилась на t=2,50С?



3.5.15. Нагревательная спираль электроаппарата для кипячения воды имеет при температуре t=1000С сопротивление R=10 Ом. Какой ток надо пропустить через эту спираль, чтобы аппарат испарял m=100г воды за τ=1мин?

3.5.16. Почему при включении в сеть электроутюга накал ламп в квартире сразу заметно падает, но вскоре возрастает, достигая примерно прежнего уровня?

3.5.17. Нагревательная спираль электроаппарата для кипячения воды при температуре 1000С имеет сопротивление R=100 Ом. За какое время испарится в нем m=60г воды при прохождении по спирали силы тока I=21,4А?

3.5.18. Какой силы ток течет по цепи электрического кипятильника, если V=10л воды нагревается от t1=200С до t2=1000С в течение 30 минут? КПД кипятильника η=75%, напряжение в сети U=220В.

3.5.19. Электрический чайник, содержащий 1л воды, подключен к генератору с ЭДС 120В и внутренним сопротивлением 4 Ом. На сколько градусов нагреется вода за одну минуту, если вольтметр, подключенный к клеммам генератора, показывает разность потенциалов 110В? КПД чайника 70%. Током 0через вольтметр пренебречь.

3.5.20. Спираль электрического чайника изготовлена из нихромовой проволоки сечением S=0,5мм2. В чайнике находится m=3 кг воды, и он подключен к сети с напряжением U=220В. Вода в чайнике за τ=5 минут нагревается от t1=100С до t2=1000С. Какой длины должна быть проволока, если КПД чайника η=80%?

3.5.21. Нагревательная спираль электроаппарата для испарения воды при температуре t=1000С имеет сопротивление R=10 Ом. Какой ток надо пропустить через эту спираль, чтобы аппарат испарил массу воды m=100г за время τ=1мин?

3.5.22. Рассчитайте длину никелиновой проволоки кипятильника, с помощью которого можно в течение τ=1ч довести до кипения m=10кг воды, взятой при температуре t=100С, если его КПД η=84%, напряжение в сети U=220В, поперечное сечение проволоки S=5·10-7м2.

3.5.23. Какую массу льда, имеющего температуру
t=-100С, можно растопить в электрокипятильнике, работающим от сети с напряжением U=220В и силой тока I=3А? КПД кипятильника η=80%.

3.5.24. Из комнаты в течение суток теряется Q=8,7·107Дж тепла. Какой длины надо взять нихромовую проволоку диаметром d=10-3м для намотки электрической печи, поддерживающей постоянную температуру воздуха в комнате? Печь включается в сеть с напряжением U=120В.

3.5.25. Электрический чайник с 600см3 воды при 180С, сопротивление обмотки которого 20 Ом, забыли выключить. Через 18мин после включения вся вода выкипела. КПД чайника 60%. Определите напряжение на клеммах розетки.

3.5.26. Какой длины надо взять никелиновую проволоку сечением 0,84мм2, чтобы изготовить нагреватель на 220В, при помощи которого можно было бы нагреть 2,0л воды от 200С до кипения за 10 минут при КПД 80%.

3.5.27. Какую площадь поперечного сечения должна иметь свинцовая проволока предохранителя, чтобы при прохождении через него тока I=1А „перегорание“ происходило через τ=1,0с? Начальная температура проволоки t0=200С. Потерями тепла в окружающее пространство пренебречь.

3.5.28. Найдите количество теплоты, выделяющееся ежесекундно в единице объема медного провода при плотности тока 30А/см2.

3.5.29. Электродвигатель, приводящий в действие насос, подключен к сети с напряжением 220В. Насос подает 500м3 воды на высоту 20м. Какое количество электричества протечет по обмотке электродвигателя, если КПД установки (двигателя с насосом) 40%?

3.5.30. Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380В и потребляет силу тока 10А. Каков КПД установки, если груз массой 0,5т кран поднимает на высоту 9,5м за 25с?

3.5.31. Электродвигатель подъемного крана потребляет ток I=20А. КПД установки η=50%. Груз массой m=1т кран поднимает на высоту h=19м за t=50с. Определите напряжение, на которое рассчитан двигатель крана.

3.5.32. Лифт массой m=1,2т поднимается на h=15м за t=0,5 минуты. Напряжение на зажимах мотора U=220В, его КПД η=90%. Найдите силу тока в моторе.

3.5.33. Лифт массой m=1,4т равномерно поднимается на высоту h=20м. Определите время подъема, если известно, что мотор лифта потребляет ток I=40А при напряжении на зажимах U=220В. КПД мотора 90%.

3.5.34. Лифт массой m=0,5т поднимается на высоту h=25м за t=30с. Напряжение на зажимах электродвигателя U=127В. КПД мотора η=90%. Определите мощность, потребляемую мотором, и силу тока в обмотках электродвигателя.

3.5.35. Подъемный кран равномерно поднимает груз массой m=8,8т на высоту h=10м. Сила тока, потребляемая краном I=102А, напряжение U=220В, а КПД крана η=80%. Сколько времени продолжался подъем?

3.5.36. Электровоз движется со скоростью 72км/ч, развивая в среднем силу тяги 5·104Н. Найдите силу тока, проходящего через мотор электровоза (без учета потерь), если напряжение на зажимах мотора 500В.

3.5.37. Электродвигатель трамвайного вагона работает при токе I=100А. При силе тяги двигателя F=4кН вагон имеет скорость V=18км/ч. Чему равно сопротивление обмотки двигателя?

3.5.38. Троллейбус массой m=11т движется равномерно со скоростью V=36км/ч. Найдите силу тока в обмотке двигателя, если напряжение U=550В и КПД η=80%. Коэффициент сопротивления движению 0,02.

à3.5.39. При пропускании тока по участку на резисторе сопротивлением R2 выделяется мощность Р2. Какая тепловая мощность выделяется на каждом из резисторов сопротивлениями R1 и R3.

à3.5.40. На рисунке изображен участок электрической цепи, по которому течет ток. Во сколько раз количество теплоты, выделяемое на трех резисторах сопротивлением r каждый, меньше количества теплоты, выделяемого на резисторе сопротивлением R?

3.5.41. На резисторе сопротивлением R=9 Ом, подключенном к источнику тока с ЭДС ε=3,1В, выделяется мощность Р=1Вт. Определите внутреннее сопротивление источника тока.

3.5.42. С помощью аккумулятора, ЭДС которого ε=12В и внутреннее сопротивление r=3 Ом, подогревают воду. Необходимая мощность нагревателя Р=9Вт. Рассчитайте сопротивление спирали нагревателя и коэффициент полезного действия данной установки.

3.5.43. Гальванический элемент с ЭДС ε и внутренним сопротивлением r замкнут на внешнюю цепь. При изменении ее сопротивления ток I в цепи также изменится. Найдите зависимость КПД η источника от тока I. Начертите график этой зависимости.

3.5.44. Источник тока с внутренним сопротивлением r=4 Ом подключили к резистору сопротивлением R=6 Ом. Напряжение на зажимах источника оказалось равным U=18В. Определите ЭДС источника и его КПД.

à3.5.45. Напряжение, приложенное к цепи (см. рис), U=11В. Резисторы, включенные в цепь, имеют сопротивления: R1=20 Ом, R2=30 Ом. R3=3 Ом. Найдите тепловую мощность, выделяющуюся на группах резисторов R1, R2,R3.

3.5.46. Аккумулятор с внутренним сопротивлением r=0,05 Ом при силе тока I1=4А отдает во внешнюю цепь мощность Р1=8Вт. Какую мощность он отдает во внешнюю цепь при силе тока I2=6А?

3.5.47. Источник постоянного тока с внутренним сопротивлением r=1,5 Ом замкнут на реостат, сопротивление которого может меняться от R1=3 Ом до R2=7,5 Ом. Во сколько раз при этом изменяется мощность, выделяемая на реостате?

3.5.48. К источнику с ЭДС ε=120В подключены последовательно неизвестное сопротивление R и лампочка, рассчитанная на напряжение U=12В и мощность Р=48Вт. Лампочка горит нормальным накалом. Определите величину R. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

3.5.49. Электродуговая печь потребляет ток I=200А от сети, имеющей напряжение U=220В. Последовательно с печью включен ограничивающий резистор сопротивлением R=0,2 Ом. Определите мощность, потребляемую печью.

3.5. 50. Лампа мощностью Р=500Вт рассчитана на напряжение U1=10В. Определите величину дополнительного сопротивления, позволяющего включить ее в сеть с напряжением U2=220В без изменения ее мощности.

3.5.51. Два проводника с сопротивлениями R1=6,0 Ом и R2=10 Ом соединены параллельно. При прохождении тока через них в первом проводнике выделяется количество теплоты Q1=4·104Дж. Определите, какое количество теплоты выделяется за то же время на втором проводнике и в обоих проводниках, соединенных последовательно (при том же напряжении).

3.5.52. Сколько времени будет происходить нагревание m=0,4кг воды от t1=150С до кипения (при нормальных условиях) с помощью двух электронагревателей мощностью Р=200Вт каждый, соединенных последовательно? КПД нагревателей η=85%.

3.5.53. Электрический чайник имеет в нагревателе две секции. При включении первой секции вода в чайнике закипает за t1=10 минут, а при включении второй секции — за t2=40 минут. Через какое время вода в чайнике закипает, если включить обе секции параллельно или последовательно? Условия нагревания во всех случаях одинаковы.

3.5.54. Электроплитка имеет два нагревателя. При включении в сеть одного нагревателя V1=0,5л воды закипает через t1=10 минут; при включении второго нагревателя V2=1,0л закипает через t2=15 минут. Через какое время закипит на плитке V3=2,0л воды, если оба нагревателя включить последовательно в ту же сеть? Начальная температура во всех случаях одинакова.

3.5.55. Два электронагревателя, сопротивления которых 20 и 10 Ом, находятся под напряжением 200В. Какое количество теплоты выделится нагревателями при их последовательном и параллельном соединениях в течение 5мин?

3.5.56. Дуговая лампа горит под напряжением U=80В и потребляет мощность Р=800Вт. На сколько градусов нагреются подводящие провода через 1 минуту после включения лампы, если проводка выполнена медным проводом сечением S=4мм2? Половина выделившегося количества теплоты отдается окружающей среде.

3.5.57. Батарея из двух одинаковых параллельно соединенных элементов с внутренним сопротивлением r=1 Ом нагружена на внешнее сопротивление R=1 Ом. Во сколько раз изменится отношение мощности, выделяемой на внешнем сопротивлении, к полной мощности, если элементы соединить последовательно?

3.5.58. На резисторе во внешней цепи аккумулятора выделяется тепловая мощность Р=10Вт. Когда к концам этого резистора присоединили точно такой же второй аккумулятор, выделяемая мощность стала в два раза больше. Какой будет выделяемая мощность, если к аккумуляторам одноименными полюсами присоединить третий такой же аккумулятор?

3.5.59. Батарейка для карманного фонаря имеет ЭДС ε=4,0В и внутреннее сопротивление r=2,0 Ом. Сколько таких батареек надо соединить последовательно, чтобы питать лампу мощностью Р=60Вт, рассчитанную на напряжение U=120В?

3.5.60. Какое минимальное число батареек с ЭДС 10В и внутренним сопротивлением 4 Ом нужно соединить параллельно и каким должно быть сопротивление шунта, чтобы обеспечить работу нагрузки, рассчитанной на напряжение 2В и мощность Р=25Вт?

3.5.61. Аккумулятор с ЭДС ε=10В и внутренним сопротивлением r=1 Ом замкнут на резистор и выделяет в нем мощность Р=9Вт. Определите разность потенциалов на клеммах аккумулятора.

3.5.62. Батарея, имеющая ЭДС ε=60В и внутреннее сопротивление r=4 Ом, замкнута на внешнюю цепь, потребляющую мощность Р=200Вт. Определите силу тока в цепи, падение напряжения на внешней цепи, сопротивление внешней цепи.

3.5.63. Определите напряжение на зажимах источника питания, если он обеспечивает в цепи ток I=2а. Цепь состоит из двух параллельно включенных лампочек мощностью Р=30Вт каждая. Потери мощности в проводах составляют 10% полезной мощности.

à3.5.64. Определите мощность, выделяющуюся на резисторе R1 (см. рис). ЭДС батареи 120В, R1=25 Ом, R2=R3=100 Ом. Внутренним сопротивлением батареи пренебречь.

3.5.65. Генератор постоянного тока имеет ЭДС ε=200В и внутреннее сопротивление r=4 Ом. Чему должно быть равно сопротивление внешней цепи R, чтобы в ней расходовалась мощность Р=2,5кВт?

3.5.66. ЭДС генератора постоянного тока ε=100В. Сопротивление его обмоток r=10 Ом. Генератор замкнут на внешнее сопротивление R. Мощность, выделяемая на этом сопротивлении, Р=90Вт. Определите напряжение на клеммах генератора.

3.5.67. Нагреватель подключен к сети через реостат. Сопротивление реостата R=30 Ом. Если сопротивление нагревателя r=90 Ом, то при полностью введенном реостате вода закипает через t1=8мин. При каком сопротивлении нагревателя вода закипит через время t2=4мин, если реостат введен наполовину? Тепловыми потерями пренебречь.

3.5.68. Батарея состоит из параллельно соединенных между собой одинаковых элементов с внутренним сопротивлением r=1,4 Ом и ЭДС ε=3,5В. При токе во внешней цепи I=1А полезная мощность батареи равна Р=3,3Вт. Сколько элементов в батарее?

3.5.69. К аккумулятору с внутренним сопротивлением 1 Ом подключена проволока сопротивлением 4 Ом, а затем параллельно ей еще одна такая же. Во сколько раз изменится мощность, выделяющаяся в первой проволоке, после подключения второй?

3.5.70. Электрический чайник закипает через t1=15мин после его включения в сеть. Нагревательный элемент намотан из проволоки длиной 6м. Какой длины должна быть проволока, чтобы тот же чайник закипал через t2=10мин после включения?

3.5.71. При ремонте электроплитки спираль пришлось укоротить на 25% ее длины. Как изменится при этом мощность, выделяемая в плитке?

3.5.72. Линия электропередачи длиной 100км работает при напряжении 200кВ. Определить КПД линии, т.е. отношение напряжения на нагрузке к напряжению, подводимому к линии. Линия выполнена алюминиевым кабелем с площадью поперечного сечения 150мм2. Передаваемая мощность 30000кВт.

3.5.73. Линия электропередачи, имеющая сопротивление R=250Ом, подключена к генератору постоянного тока мощностью Р=25кВт. При каком напряжении на зажимах генератора потери в линии составят η=4% от мощности генератора?

3.5.74. Электроэнергия передается по двухпроводной линии из алюминия на расстояние L=400км при плотности тока j=1МА/м2. Достаточным ли будет напряжение U=500кВ для того, чтобы потери в линии электропередач не превысили η=5% передаваемой мощности?

3.5.75. Двухпроводная линия электропередачи должна передать мощность Р=100кВт на расстояние L=100км. Потери энергии не должны превышать 2%. Какое минимальное сечение медного провода пригодно для этой цели, если передаваемое напряжение U=5000В? Во сколько раз можно уменьшить сечение провода при увеличении напряжения в 10раз?

3.5.76. Определите массу медных проводов, необходимых для монтажа двухпроводной линии передачи от источника питания с напряжением U=2400В до потребителя, находящегося на расстоянии L=5км от источника напряжения. Мощность, подаваемая в сеть, равна Р=60кВт. Падение напряжения в линии электропередачи составляет 8%.

3.5.77. Во сколько раз КПД линии электропередачи при напряжении U1=200кВ больше КПД линии электропередачи при напряжении U2=100кВ, если сопротивление линии R=400 Ом, а передаваемая мощность Р=10МВт?

3.5.78. Под каким напряжением передается электроэнергия на расстояние L=100км, если при плотности постоянного тока j=50кА/м2 потери на нагревание алюминиевых проводов двухпроводной линии электропередачи составляют 5,0% от передаваемой мощности?

à3.5.79. Для схемы, изображенной на рис., мощность, выделяемая на резисторе R1 не меняется при изменении величины сопротивления R2 второго резистора. Чему равно внутреннее сопротивление источника тока?

à3.5.80.К источнику тока подключены два резистора. На первом резисторе выделяется мощность Р1=1Вт, на втором Р2=2Вт. Какая мощность будет выделяться на втором резисторе, если первый резистор закоротить с помощью ключа К (см. рис). Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

3.5.81. Какой ток пойдет по подводящим проводам при коротком замыкании, если на двух электроплитках с сопротивлениями R1=200 Ом и R2=500 Ом при их поочередном включении выделяется одинаковая мощность Р=200Вт?

3.5.82. Две лампочки (одна мощностью 60Вт, другая — 15ОВт) включены в сеть последовательно. Какая из них горит ярче? Напряжение, на которое рассчитаны лампы, равно напряжению в розетке.

à3.5.83. Электрические лампы Л1234 (cм. рис) мощностью соответственно равной Р1=50Вт, Р2=25Вт, Р3=100Вт, Р4=50Вт, включены в сеть к клеммам которой подано напряжение, на которое рассчитана каждая из ламп. В какой из них при протекании тока будет выделяться большее количество теплоты?

3.5.84. Две лампы мощностью Р1=40Вт и Р2=60Вт, рассчитанные на одинаковое напряжение, включены в сеть с тем же напряжением последовательно. Какие мощности они потребляют?

 
 


3.5.85.
Две лампы, соединенные последовательно, включены в городскую сеть с напряжением 220В. Какова мощность каждой лампы в этом соединении, если на цоколе одной из них значится 50Вт и 220В, а на цоколе другой – 100Вт и 220В? Считать, что сопротивления ламп не зависят от потребляемой мощности.

3.5.86. Два нагревательных элемента, мощности которых Р1=100Вт и Р2=200Вт, включают в сеть сначала параллельно, а затем последовательно. Чему равно отношение общих мощностей, выделяющихся в этих нагревателях в рассматриваемых двух случаях? считайте, что сопротивления элементов не зависят от температуры.

3.5.87. Два сопротивления, включенные параллельно, выделяют в цепи электрического тока силой 4А мощность 144Вт, а при последовательном соединении выделяется мощность 36Вт при силе тока 1А. Найдите величины этих сопротивлений. Разность потенциалов на выходе источника постоянна.

3.5.88. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора, если при токе I1=4А он отдает во внешнюю цепь мощность Р1=7,2Вт, а при токе I2=6А – Р2=9,6Вт.

3.5.89. ЭДС источника тока ε=4В, его внутреннее сопротивление r=0,75 Ом. При какой силе тока в цепи в ее внешней части выделяется мощность Р=4Вт?

à3.5.90. Определите внутреннее сопротивление источника тока, если известно, что при замыкании ключа (см. рис) сила тока через источник возрастает в n=3 раза, а мощность, выделяющаяся во внешней цепи, увеличивается в m=2 раза. R1=1 Ом.

3.5.91. Элемент с внутренним сопротивлением r и ЭДС замкнут на три лампочки с сопротивлением 3r каждая, соединенные последовательно. Во сколько раз изменится сила тока в цепи, напряжение на зажимах батареи и полезная мощность, если лампочки соединить параллельно?

3.5.92. Элемент с внутренним сопротивлением r=2 Ом замкнут на сопротивление R=8 Ом. Какое другое сопротивление надо подключить к этому элементу, чтобы мощность, выделяемая во внешней цепи, была такая же, как и в первом случае?

3.5.93. Протекающий через резистор сопротивлением R=100 Ом ток из- менялся по закону I=k , где k=1 , если время измеряется в секундах, а сила тока в амперах. Какое время протекал ток, если на резисторе выделилось количество теплоты Q=3,5Дж?

3.5.94. Напряжение на резисторе сопротивлением r=100Ом меняется во времени по закону U=k , где k=2 , если t измеряется в секундах, а напряжение в вольтах. Найдите количество теплоты за первые t=100с.

3.5.95. Какое максимальное напряжение можно подать на последовательно соединенные резисторы, сопротивления которых R1=10 Ом, и R2=20 Ом, если они рассчитаны на мощности, не превышающие Р1=1,6Вт и Р2=1,8Вт соответственно, Величина сопротивления не зависит от тока, протекающего по резистору.

3.5.96. Найдите внутреннее сопротивление источника постоянного тока, если известно, что мощность, выделяемая на внешнее сопротивление, одинакова при двух различных значениях этого сопротивления R1=12,5 Ом и R2=2 Ом.

3.5.97. Чему равно внутреннее сопротивление одного источника тока, если при включении восьми таких источников двумя параллельными группами по четыре источника, соединенных последовательно в каждой группе, на нагрузочном сопротивлении R=3 Ом выделяется такая же мощность, как в случае последовательного соединения всех восьми элементов?

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

3.5.99. Полезная мощность батареи равна 6Вт при двух значениях тока в цепи: 2А и 6А. Чему равна максимальная полезная мощность этой батареи?

3.5.100. В цепь, состоящую из аккумулятора и резистора сопротивлением R=10 Ом, включают вольтметр: сначала последовательно, а затем параллельно резистору. Оба показания вольтметра оказываются одинаковыми. Сопротивление вольтметра RV=1кОм. Каково внутреннее сопротивление аккумулятора?

3.5.101. Батарея аккумуляторов, соединенных последовательно, подключается один раз к нагрузке с сопротивлением R1, а другой раз — к нагрузке с сопротивлением R2. Cколько аккумуляторов соединено в батарею, если в обоих случаях на нагрузке выделялась одна и та же мощность? Внутреннее сопротивление одного аккумулятора равно r.

3.5.102. Две электрические лампочки на которых указаны их мощности Р1=100Вт и Р2=150Вт, включены последовательно в сеть с постоянным напряжением, соответствующим номинальному напряжению лампочек. Какие мощности будут выделяться на каждой из лампочек?

3.5.103. Два электрических нагревателя, на которых написано 600Вт, 220В и 400Вт, 220В, соединены последовательно и включены в сеть 220В. Какая электрическая мощность потребляется каждым нагревателем?

3.5.104. Источник тока с внутренним сопротивлением r=1,2 Ом соединен с нагрузкой сопротивлением R=6 Ом. Во сколько раз изменится мощность, выделяемая во внешней цепи, если последовательно к первому подключить еще одно такое же нагрузочное сопротивление?

3.5.105. Две плитки, включенные в сеть параллельно, потребляют мощность Р, причем одна из них потребляет мощность Р1. Какую мощность будут потреблять эти плитки, включенные последовательно?

3.5.106. При параллельном включении в сеть с напряжением U1 двух нагревателей на них выделяются мощности Р1 и Р2. Какая мощность будет выделяться на каждом из нагревателей, если их включить последовательно в сеть с напряжением U2? Считать, что сопротивление нагревателей не зависит от температуры.

3.5.107. В сеть включены параллельно электрические чайник и кастрюля, потребляющие мощности Р1=300Вт и Р2=600Вт соответственно. Вода в них закипает одновременно через τ=20мин. На сколько позже закипит вода в кастрюле, чем в чайнике, если их включить последовательно?

3.5.108. ЭДС батареи ε=2В, ее внутреннее сопротивление r=1 Ом. Определите силу тока, протекающего через источник, если внешняя нагрузка потребляет мощность Р=0,75Вт?

3.5.109. Четыре одинаковых гальванических элемента с ЭДС ε=2В и внутренним сопротивлением r=0,5 Ом соединены попарно параллельно, а эти две группы соединены между собой последовательно. Какую мощность такая батарея отдает во внешнюю цепь с сопротивлением R=2 Ом?

à3.5.110. Два одинаковых гальванических элемента с внутренним сопротивлением r=0,2 Ом каждый соединены параллельно и нагружены внешним сопротивлением R. если эти элементы соединить последовательно, то мощность, выделяющаяся на том же сопротивлении, возрастет в k=2,25 раза. Чему равно сопротивление нагрузки?

à3.5.111. Три лампочки мощностью Р1=50Вт, Р2=25Вт и Р3=50Вт, рассчитанные на напряжение 110В каждая соединены, как показано на рисунке, и включены в сеть с напряжением 220В. Определите мощность, выделяемую в каждой лампе.

à3.5.112. В схеме, изображенной на рисунке, сопротивления всех резисторов даны в омах. В каком из них выделится больше теплоты при включении схемы в цепь точками А и В?

à3.5.113. Две одинаковые лампочки мощностью Р=100Вт каждая, рассчитанные на напряжение U0=127В, включены в сеть с напряжением U=220В, как показано на рисунке. При каком сопротивлении резистора R лампочки горят в нормальном режиме?

3.5.114. Три электрические лампочки, рассчитанные на напряжение U1=110В и мощность Р12=50Вт и Р3=100Вт. По какой схеме нужно включить эти лампочки в сеть с напряжением U2=220В, чтобы все они горели полным накалом?

 
 

3.5.115. Сколько ламп накаливания мощностью Р=200Вт каждая, рассчитанных на напряжение U=127В, можно установить в помещении, если напряжение на зажимах генератора поддерживается постоянным U0=133В, а проводка от генератора до помещения выполнена алюминиевым проводом общей длиной L=150м и сечением S=15мм2? Какова общая потребляемая мощность?

3.5.116. Есть 5 лампочек на 110В мощности 40, 40, 40, 60 и 60Вт. Как следует включить их в сеть с напряжением 220В, чтобы они горели нормальным накалом?

3.5.117. Как при параллельном, так и при последовательном соединении двух одинаковых аккумуляторов на внешнем резисторе выделяется мощность Р=16Вт. Какая мощность выделится на этом резисторе, если к нему подключить только один из аккумуляторов?

3.5.118. Утюг с терморегулятором при номинальном напряжении сети периодически включается на 1 минуту, поддерживая почти неизменной температуру. При пониженном на 10% напряжении сети это время увеличивается до 2 минут. При каком изменении напряжения в сети терморегулятор еще может поддерживать эту температуру?

3.5.119. Источник тока с ЭДС 30В и внутренним сопротивлением r=6 Ом замкнули на два резистора, соединенных параллельно. При этом на первом резисторе выделяется количество теплоты в три раза большее, а на втором в шесть раз большее, чем на внутреннем сопротивлении источника. Какой ток протекает через каждый резистор и через источник?

3.5.120. Определите работу электрических сил и количество теплоты, выделяемое за 1с, в аккумуляторе: а) при его зарядке током I1=5А, разность потенциалов между полюсами аккумулятора V1=20В, ЭДС аккумулятора 12В; б) при разрядке того же аккумулятора на внешнее сопротивление, ток разрядки I2=1А.

3.5.121. Определите ЭДС аккумулятора, подзаряжаемого от сети с разностью потенциалов V=12В, если половина потребляемой энергии выделяется в аккумуляторе в виде тепла.

3.5.122. Имеются две елочные гирлянды с последовательным соединением лампочек. Гирлянды потребляют одинаковую мощность, но первая гирлянда предназначена для включения в сеть с напряжением 127В, а вторая – с напряжением 220В. Что произойдет, если две лампочки из разных гирлянд поменять местами? Число лампочек в каждой гирлянде более 10.

3.5.123. Участок цепи включает резистор сопротивлением R=1 Ом, который соединен последовательно с параллельным соединением двух резисторов сопротивлениями R и 2R соответственно. Сопротивление одного из параллельно соединенных резисторов возросло в 2 раза, а сопротивление другого резистора упало в два раза. Как следует изменить разность потенциалов на участке цепи, чтобы выделяемая мощность не изменилась?

3.5.124. Вагон освещается пятью последовательно соединенными лампами, на каждой из которых написано: 110В, 25Вт. Одна из ламп перегорела, и ее заменили новой, на которой написано: 110В, 40Вт. Будет ли она гореть ярче прежней?

3.5.125. Две электроплитки, рассчитанные на напряжение U=120В, имеют при этом напряжении мощности Р1=1кВт и Р2=2кВт соответственно. Во сколько раз будут отличаться мощности, выделяющиеся в этих плитках, если их поочередно подключить к некоторому источнику с внутренним сопротивлением r=14,4 Ом? Считать, что сопротивления плиток не зависят от температуры.

3.5.126. Две одинаковые лампочки мощностью Р1=50Вт каждая, рассчитанные на напряжение U=10В, соединены параллельно и присоединены к аккумулятору с внутренним сопротивлением r=0,5 Ом. Одна из лампочек перегорела, и ее заменили другой. Рассчитанной на то же напряжение, но мощностью Р2=25Вт. Во сколько раз изменится при этом КПД аккумулятора?

3.5.127. Источник тока с ЭДС ε и внутренним сопротивлением r замкнут на реостат. Постройте графики изменения тока, напряжения, полезной мощности, полной мощности и КПД при изменении сопротивления R реостата.

3.5.128. Электрический нагреватель подключен к двум последовательно соединенным одинаковым источникам тока. Покажите, что КПД нагревателя повысится, если его подключить только к одному источнику. Сопротивление нагревателя считайте постоянным.

3.5.129. К источнику тока с ЭДС 10В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключена система из 4-х резисторов сопротивлением 1 Ом каждый. Как нужно соединить эти резисторы, чтобы в них выделилась максимальная мощность?

3.5.130. При подключении к источнику тока с ЭДС ε=15В резистора с сопротивлением R=15 Ом мощность, выделяемая на нагрузке, составляет 75% от полной мощности. Какую максимальную мощность во внешней цепи может выделить данный источник?

3.5.131. Первый аккумулятор имеет КПД η1, второй, замкнутый на такое же сопротивление – КПД η2. Каким будет КПД, если замкнуть на это сопротивление оба аккумулятора, соединенные последовательно?

à3.5.132. Во сколько раз изменится тепловая мощность, выделяющаяся в электрической цепи, при перемене полярности на клеммах 1 и 2 (см. рис). Разность потенциалов на клеммах считайте постоянной, диоды идеальными, сопротивления резисторов одинаковы.

3.5.133.К батарейке с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением подключены последовательно друг другу два одинаковых миллиамперметра, которые показывают ток I1=1мА. Параллельно одному из них подключают вольтметр, при этом показания этого миллиамперметра уменьшаются до I2=0,8мА, а вольтметр показывает разность потенциалов V2=0,3В. Что показывает второй миллиамперметр? Чему равно сопротивление приборов и ЭДС батарейки?

3.5.134. Вентилятор включен в сеть с напряжением U=220В, по его обмотке идет ток I=5,0А. Если удерживать лопасти вентилятора, не давая им вращаться, то вентилятор начинает греться. При этом выделяется мощность Р=2200Вт. Найдите КПД вентилятора.

3.5.135. Как при параллельном, так и при последовательном соединении двух одинаковых аккумуляторов на внешнем сопротивлении выделилась мощность Р=80Вт. Какая мощность будет выделяться на этом сопротивлении, если замкнуть на него лишь один из аккумуляторов?

3.5.136. К некоторому источнику постоянного напряжения через подводящие провода подключено некоторое внешнее сопротивление. При этом половина мощности, развиваемой источником, выделяется в подводящих проводах, а другая половина — во внешнем сопротивлении. Какая часть мощности, развиваемая источником, будет выделяться в подводящих проводах, если они будут из того же материала и той же длины, но с вдвое большей площадью. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

à3.5.137.При разомкнутых ключах К1и К2 схема, изображенная на рисунке, потребляет мощность Ро. При одном замкнутом ключе К1 потребляется мощность Р1, а при К2 — Р2. Какая мощность будет потребляться цепью, если замкнута оба ключа? Сопротивления резисторов неизвестны.

3.5.138. Нагревательный элемент электроплитки состоит из трех последовательно соединенных секций. Если замкнуть накоротко первую секцию, мощность плитки возрастет в 2 раза, а если вторую – в 1,5 раза. Во сколько раз изменится мощность плитки, если будет закорочена третья секция?

3.5.139. Две лампы имеют мощности Р1=20Вт и Р2=40 Вт при стандартном напряжении сети. При их последовательном включении в сеть с другим напряжением оказалось, что в первой лампе выделяется та же мощность. что и при стандартном напряжении. Какая мощность выделяется при этом во второй лампе? Изменением сопротивления нитей ламп с температурой пренебречь.

3.5.140. Имеются резистор сопротивлением 100 Ом, рассчитанный на мощность не более 4Вт, и резистор сопротивлением 200 Ом, рассчитанный на мощность не более 2Вт. Какое максимальное напряжение можно подать на систему этих резисторов, соединенных последовательно, без риска выведения их из строя?

3.5.141. К источнику постоянного напряжения через резистор r подключен резистор R1. При этом на нем выделяется мощность Р1. Если вместо резистора R1 включить резистор R2, то на нем выделяется мощность Р2. Чему равна ЭДС источника? Сопротивления R1 и R2 известны, сопротивление резистора r неизвестно.

3.5.142. Свинцовая проволочка диаметром d=0,3мм плавится при пропускании через нее тока I1=1,8А, а проволочка диаметром d2=0,6мм – при токе I2=5А. При каком токе разорвет цепь предохранитель, составленный из двух этих проволочек, соединенных параллельно? Длины проволочек считать одинаковыми.

à3.5.143. Нагревательные элементы, сопротивления которых отличаются в α раз, соединены, как показано на рисунке. Найдите α, если известно, что при замыкании ключа общая мощность, выделяющаяся в цепи, увеличивается в k=2 раза. Изменением сопротивлений элементов при нагревании пренебречь.

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


Дата добавления: 2015-10-24; просмотров: 1880 | Нарушение авторских прав



mybiblioteka.su — 2015-2022 год. (0.042 сек.)

3.2 Законы постоянного тока

370. Для измерения напряжения сети последовательно соединили два вольтметра с пределом измерения 100 В и сопротивлением 20 кОм и 15 кОм. Определите наибольшее напряжение, которое можно измерить вольтметрами. (175)

371. К потенциометру (реостату с тремя выводами) сопротивлением 4 кОм приложено напряжение 110 В. Между концом потенциометра и движком включен вольтметр сопротивлением 10 кОм. Каково показание вольтметра (в В), если движок потенциометра находится в среднем положении? (50)

  1. Резисторы сопротивлением 2 Ом и 4 Ом, конденсаторы электроемкостью 2 мкФ и 6 мкФ соединены по приведенной схеме и подключены к источнику постоянного напряжения . Определите напряжение (в В) на конденсаторе емкостью 6мкФ. (1)

373. Две одинаковые электростатические ванны заполнены раствором медного купороса с концентрацией n и 2n и включены в электрическую цепь последовательно. Во сколько раз отличаются массы меди, выделившейся на катодах в ваннах?

1) m1/m 2=1/2 2) m1/m 2=1 3) m1/m 2=2 4) m1/m 2=1/4 5) m1/m 2=4

374. В электрическую цепь последовательно включены пять спиралей сопротивлением R, 2R, 3R, 4R, 5R . На какой из них будет выделяться наибольшая тепловая энергия?

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4 5) 5

375. Через два медных проводника диаметром d и 2d, соединенных последовательно, проходит электрический ток. Во сколько раз отличается скорость упорядоченного движения электронов во втором проводнике по сравнению с первым?

1) 2/1=1/8 2) 2/1=1/4 3) 2/1=1/2 4) 2/1= 2 5) 2/1= 4

376. К миллиамперметру, рассчитанному на максимальный ток 100 мА, присоединяют добавочное сопротивление, чтобы получить вольтметр с пределом измерения 220 В. Какой должна быть величина этого сопротивления ( в Ом), если известно, что при шунтировании этого прибора сопротивлением 0,2 Ом цена его деления возрастает в 10 раз? (2200)

377. Источники тока, имеющие одинаковые внутренние сопротивления 0,5 Ом, подключены к резисторам, каждый из которых имеет сопротивление R. ЭДС источников тока равны 12 В и 6 В. Определить сопротивление R (в омах), при котором ток в цепи АВСД не течет. (1)

378. Определить, какой заряд (в микрокулонах) пройдет через участок АВ электрической цепи, представленной на рисунке, при замыкании ключа. ЭДС источника 40 В, внутреннее сопротивление 1 Ом, R1= R2 = 2 Ом, R3 =10 Ом. Емкость конденсатора 20 мкФ. (500)

379. В цепь, состоящую из аккумулятора и сопротивления 100 Ом, включают вольтметр. Сначала последовательно, потом параллельно сопротивлению R. Оба раза показания вольтметра одинаковы. Если сопротивление вольтметра 1000 Ом, то внутреннее сопротивление аккумулятора (в омах) равно (10)

380. Параллельно к каждой из половин реостата, имеющего сопротивление 100 Ом, включены 2 вольтметра. Внутреннее сопротивление одного вольтметра 60 Ом, второго 40 Ом. Если к реостату подведено напряжение 180 В, то показания вольтметров равны (99 В, 81 В )

381. Два вольтметра, соединенных последовательно, подключены к источнику тока и показывают 6 В. Если подключить к источнику только второй вольтметр, он покажет 10 В, тогда ЭДС (в вольтах) источника равна (20)

382. Если при замыкании элемента на сопротивление R1=10 Ом в цепи идет ток I1 =2 А, а при замыкании на сопротивление R2=15 Ом – ток I2=1,5 А, то ток (в амперах) короткого замыкания равен (6)

383. Источник постоянного тока с внутренним сопротивлением 1 Ом замкнут в первом случае на резистор с сопротивлением R, а во втором – на четыре таких же резистора, соединенных параллельно. Если мощность, выделяемая в нагрузке, в первом и втором случаях одинакова, то сопротивление R (в омах) равно (2)

384. К источнику тока с ЭДС ε=4В подключен резистор сопротивлением R=3Ом. Если на резисторе рассеивается мощность Р=3Вт, то внутреннее сопротивление источника тока равно

1) 0,2Ом 2) 0,5Ом 3) 0,8Ом 4) 1Ом 5) 1,2Ом

385. К источнику тока с ЭДС ε=4В и внутренним сопротивлением r=1Ом подключены два резистора сопротивлением R=2Ом каждый. Если резисторы соединены последовательно, то напряжение на каждом из резисторов равно

1) 1,6 В 2) 3В 3) 3,2В 4) 3,8В 5) 4В

386. К источнику тока с ЭДС ε=4В и внутренним сопротивлением r=1Ом подключена катушка из нихромовой проволоки с удельным сопротивлением ρ=110·10-8 Ом∙м. Если длина проволоки l=1м и сила тока в цепи I=2А, то площадь ее поперечного сечения равна

1) 0,8·10-6м2 2) 1,1·10-6м2 3) 1,4·10-6м2 4) 1,6·10-6м2 5)1,8·10-6м2

387. К источнику тока с ЭДС ε=4В и внутренним сопротивлением r=1Ом подключены два резистора сопротивлением R=2Ом каждый. Если резисторы соединены параллельно, то напряжение на клеммах источника тока равно

1) 1,5В 2) 2В 3) 2,5В 4) 3В 5) 3,5В

388. Резисторы R1=1Ом, R2=4Ом, R3=2Ом, R4=3Ом, R5 =3Ом и конденсатор С = 1 мкФ соединены по приведенной схеме и подключены к источнику тока с напряжением U. Если U=8В, то сила тока в третьем резисторе I3равна

1) 0,3А 2) 0,5 А 3) 1 А 4) 1,5 А 5) 2,5 А

389. Если к источнику тока с ЭДС ε= 4В и внутренним сопротивлением r= 1Ом подключить два резистора сопротивлением по R=2Ом, соединенные последовательно, то напряжение на внешнем участке электрической цепи Uнравно

1) 2,4В 2) 2.6В 3) 3В 4) 3,2В 5) 3,6 В

390. Электроплитка имеет две спирали из проволоки длиной l и 2l . При подключении к сети спирали длиной l вода массой m в сосуде на плитке закипает за 5 минут. Если подключить к той же сети две спирали длиной lи 2l, соединенные параллельно и не учитывать тепловые потери, то вода массой 3m в этом сосуде при той же начальной температуре закипит за время t2 равное …минут (10)

391. Резисторы R1=1Ом, R2=2Ом и R3=3Ом соединены по приведенной схеме и подключены к источнику тока с напряжением U. Если U=, то сила тока I в участке цепи равна

1) 1А 2) 1,2А 3) 1,3А 4) 1,4А 5) 1,5А

392. Резисторы R1=1Ом, R2=2Ом, R3=3Ом и R4 =4Ом соединены по приведенной схеме и подключены к источнику тока с напряжением U. Если U=10В, то напряжение U4 на четвертом резисторе равно

1) 2В 2) 3В 3) 4В 4) 5В 5) 6В

393. Резисторы R1=1Ом, R2=2Ом, R3=3Ом и R4 =4Ом соединены по приведенной схеме и подключены к источнику тока с напряжением U. Если U=10В, то сила тока I в участке цепи равна

1) 0,3А 2) 0,5 А 3) 1 А 4) 1,5 А 5) 2,5 А

394. Резисторы R1=4Ом, R2=2Ом, R3=3Ом и R4 =3Ом соединены по приведенной схеме и подключены к источнику тока с напряжением U. Если U=, то сила тока I в участке цепи равна

1) 0,5А 2) 1 А 3) 1,5 А 4) 2 А 5) 2,5 А

395. К источнику тока подключают поочередно два резистора сопротивлением R1=4Ом и R2=2Ом. Если при подключении первого резистора сила тока в цепи I1=, а при подключении второго- I2=1,5А, то ЭДС источника тока ε равна

1) 3,2В 2) 4В 3) 5 В 4) 5,4В 5) 6В

396. К источнику тока с ЭДС ε=4В и внутренним сопротивлением r=1Ом подключен резистор. Если сопротивление резистора R=3Ом, то рассеиваемая им мощность Р равна

1) 3Вт 2) 4Вт 3) 5Вт 4) 6Вт 5) 7Вт

397. Четыре резистора соединены по приведенной схеме и подключены к источнику тока. На каком из резисторов выделится наибольшая тепловая мощность?

1) R1 2) R2 3) R3 4) R4 5) R1 и R4

398. Резисторы R1=1Ом, R2=2Ом и R3 =3Ом соединены последовательно и подключены к источнику тока с напряжением U. Если U=6В, то сила тока во втором резисторе I2 равна

1) 0,5А 2) 3) 1,5А 4) 2А 5) 3А

399. Электроплитка имеет две спирали из проволоки длиной l и l/2. При подключении к сети спирали длиной l выделяется тепловая мощность 100Вт. Если подключить к той же сети две спирали, соединенные параллельно, то плиткой выделяется тепловая мощность ( в Вт) (300)

  1. 400. Площади электродов А, В ,С, D и E одинаковы и в сумме составляют площадь электрода G. На каком из этих электродов выделяется наибольшая масса меди?

  1. E 2) D 3) C 4) В 5) A

401. Резисторы R1=2Ом и R2=4Ом , конденсаторы C1=2мкФ и C2=6мкФ соединены по приведенной схеме и подключены к источнику тока с напряжением . Определите напряжение (в вольтах) на конденсаторе электроемкостью 2мкФ. (3)

402.Каково сопротивление (в мОм) проволочного тетраэдра, включенного в цепь двумя вершинами? Сопротивление одного ребра 1 Ом. (500)

403. Если в электрической цепи при внешних сопротивлениях R1=12 Ом, R2= 3 Ом выделяется одинаковая мощность, то внутреннее сопротивление источника r равно

1) 1 Ом 2) 3 Ом 3) 5 Ом 4) 6 Ом 5) 10 Ом

404. Если сопротивления резисторов R известны, напряжение на зажимах цепи U=290 В, то напряжение на участке (ав) Uав равно

1 ) 80 В 2) 100 В 3) 150 В 4) 170 В 5) 200 В

405. ЭДС источника равна ξ=80 В. Емкость конденсаторов С1=2 мкФ и С2=3 мкФ. Если в цепи при коротком замыкании сила тока, проходящая через источник, возрастает в n=2 раз, то напряжение U на конденсаторе C1 равно

  1. 16 В 2) 20 В 3) 24 В 4) 28 В 5) 36 В

406. Два резистора сопротивлением R=2Ом каждый подключают к источнику тока сначала последовательно, а затем параллельно. Если мощность, выделяющаяся на резисторах, в обоих случаях одинакова, то внутреннее сопротивление источника тока равно…Ом (2)

407. Резисторы R1, R2=4Ом, R3=2Ом, R4=3Ом и R5 =3Ом соединены по приведенной схеме и подключены к источнику тока с напряжением U. Если сила тока в первом резисторе I1 =2А и напряжение источника тока U=8В, то сопротивление резистора R1равно:

1) 1Ом 2) 2Ом 3) 3Ом 4) 4Ом 5) 5Ом

408. При ремонте электрической плитки спираль была укорочена на 0,1 первоначальной длины. Как изменилась мощность плитки?

1) Р12 =0,1 2) Р12 =1,1 3) Р21 =1,1 4) Р21 =0,9 5)Р21 =1.

409. Ионизатор ежесекундно образует n пар ионов в одном кубическом сантиметре газа. Во сколько раз изменится сила тока насыщения при несамостоятельном газовом разряде, если n уменьшится в 4 раза, а расстояние между электродами в 2 раза?

1) I1/I2=2 2)I1/I2=4 3) I1/I2=1 4) I2/I1=4 5) I2/I1=2

410. Если в цепи параллельно проводнику сопротивлением 120 Ом подключить проводник с сопротивлением R2, то сила тока в первом проводнике уменьшится в 6 раз. Какое сопротивление R3 (в Ом) должен иметь резистор, включенный последовательно с образовавшимся разветвлением, чтобы общее сопротивление цепи осталось без изменения? (100)

411. Дан источник тока, который замкнут на три резистора, соединенных последовательно. R1 : R2 : R3 = 1 : 2 : 3. R1, R2, R3 > r. На каком сопротивлении выделяется наибольшая тепловая мощность?

1) r 2) R1 3) R2 4) R3 5) R2 и R3.

412. Три одинаковые электролитические ванны наполнены медным купоросом разной концентрации и разной температуры, причем n1< n2< n3 и t1> t2 > t3 .Ванны соединили последовательно. В какой из них выделится больше меди?

1)первой 2)второй 3)третей 4)второй и третьей 5)во всех одинаково

ЕГЭ 2017. Физика. Демидова М. Ю. 30 вариантов. Вариант 7. Решение

ЕГЭ 2017. Физика. Демидова М. Ю. 30 вариантов. Вариант 7. Решение

Задание 1. На рисунке представлен график зависимости пути S, пройденного материальной точкой, от времени t. Определите скорость материальной точки в интервале времени от 1 до 3 секунд.

Решение.

Скорость определяется выражением . На интервале времени от 1 до 3 секунд из графика видно, что  м, а  секунды. Следовательно, скорость равна

 м/с.

Ответ: 2,5.

Задание 2. Кубик массой 1 кг покоится на гладком горизонтальном столе, сжатый с боков пружинами (см. рисунок). Жёсткость правой пружины k2 = 800 Н/м. Левая пружина действует на кубик с силой 16 Н. Определите деформацию правой пружины.

Решение.

В соответствии с законом Гука на кубик со стороны пружин действуют силы   и , где  — сжатия первой и второй пружин. Так как кубик покоится, то  и для правой пружины можно записать

,

откуда

 м,

что составляет 2 см.

Ответ: 2.

Задание 3. Самосвал массой m0 при движении на пути к карьеру имеет кинетическую энергию  Дж. Какова его кинетическая энергия после загрузки, если он движется с прежней скоростью, а масса его увеличилась в 2 раза?

Решение.

Кинетическая энергия тела определяется выражением . Если скорость движения грузовика остается прежней, а масса увеличилась в 2 раза, то его кинетическая энергия

увеличивается в 2 раза и становится равной

 Дж,

что составляет 500 кДж.

Ответ: 500.

Задание 4. Два одинаковых бруска толщиной 10 см каждый, связанные друг с другом, плавают в воде так, что уровень воды приходится на границу между ними (см. рисунок). Насколько увеличится глубина погружения стопки брусков, если в неё добавить ещё один такой же брусок?

Решение.

Два одинаковых связанных бруска погрузились на половину в воду. Пусть  — плотность брусков, а  — объем двух брусков. Тогда масса этих брусков будет равна . Сила, с которой бруски действуют на воду, равна силе тяжести . Сила, с которой бруски выталкиваются из воды, равна силе Архимеда , где  — плотность воды; V/2 – объем погруженного в воду тела (бруски погружены только на половину). Эти силы уравновешивают друг друга, следовательно, имеем:

,

откуда

,

то есть плотность брусков в 2 раза меньше плотности воды. Это говорит о том, что если взять три бруска, то они также будут погружены на половину, то есть на величину  см и глубина увеличится на 15-10=5 см.

Ответ: 5.

Задание 5. Математический маятник с частотой колебаний 0,5 Гц отклонили на небольшой угол от положения равновесия в положение 1 и отпустили из состояния покоя (см. рисунок). Сопротивлением воздуха пренебречь. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.

1) При движении из положения 1 в 2 модуль центростремительного ускорения груза маятника увеличивается.

2) Потенциальная энергия маятника в первый раз достигнет своего максимума через 1 с после начала движения.

3) Через 4 с маятник первый раз вернётся в положение 1.

4) Кинетическая энергия маятника в первый раз достигнет своего максимума через 1 с после начала движения.

5) При движении из положения 1 в 2 полная механическая энергия маятника увеличивается.

Решение.

1) В точке 2 скорость маятника максимальна. Центростремительное ускорение равно , следовательно, оно будет выше, чем в точке 1, где скорость равна 0.

2) Частота колебаний 0,5 Гц означает, что маятник делает одно колебание за  секунды. Следовательно, в точке 2 маятник будет через 0,5 с, в точке 3 еще через 0,5 с и т.д. Впервые, после начала движения, максимум потенциальной энергии будет в точке 3, и это произойдет при t=1 с.

3) В точку 1 маятник вернется через 2 секунды – это и есть период колебаний.

4) Первый раз максимум кинетической энергии наблюдается в точке 2 и это происходит через 0,5 с.

5) Полная механическая энергия – это сумма кинетической и потенциальной энергий маятника. В данном случае она будет постоянной.

Ответ: 12.

Задание 6. Массивный груз, подвешенный к потолку на пружине, совершает вертикальные свободные колебания. Пружина всё время остаётся растянутой. Как ведёт себя потенциальная энергия пружины и кинетическая энергия груза, когда груз движется вверх от положения равновесия?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Решение.

Потенциальная энергия пружины определяется выражением

,

где k – жесткость пружины; x – деформация пружины относительно нормального ее состояния (без груза).

Кинетическая энергия тела вычисляется по формуле

,

где m – масса тела; v – скорость тела.

В задаче сказано, что пружина все время растянута и в этом состоянии груз движется вверх. Из формул видно, что потенциальная энергия пружины будет уменьшаться, так как уменьшается ее деформация x. Также будет уменьшаться и кинетическая энергия тела, так как падает скорость v.

Ответ: 22.

Задание 7. Грузовик массой m, движущийся по прямолинейному горизонтальному участку дороги со скоростью v, совершает торможение до полной остановки. При торможении колёса грузовика не вращаются. Коэффициент трения между колёсами и дорогой равен µ. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А) модуль силы трения, действующей

на грузовик

Б) тормозной путь грузовика

ФОРМУЛЫ

Решение.

А) Сила трения при торможении грузовика равна . Это соответствует варианту ответа 1.

Б) Грузовик тормозит за счет силы трения, то есть с ускорением

Время торможения до полной остановки можно найти как

.

Тогда тормозной путь будет равен

и подставляя вместо t и a найденные выражения, получаем:

.

Имеем вариант ответа под номером 4.

Ответ: 14.

Задание 8. На рисунке приведён график процесса 1-2, в котором участвует гелий. Объём, занимаемый газом в состоянии 1, равен 2 л. Определите объём гелия в состоянии 2, если в процессе 1-2 количество вещества гелия не меняется.

Решение.

Запишем уравнение Менделеева-Клайперона для состояния газа в точке 1, имеем:

.

Это же уравнение для газа в точке 2 будет иметь вид:

.

Так как давление p и количество вещества v постоянно, то справедливо отношение:

,

откуда

 литров.

Ответ: 6.

Задание 9. Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде 30 %. Какой станет относительная влажность, если объём сосуда при неизменной температуре уменьшить в 3 раза?

Решение.

Относительная влажность воздуха определяется выражением

,

где  — парциальное давление газа;  — равновесное давление насыщенного пара.

Давление насыщенного пара не зависит от объема сосуда. Оно зависит лишь от температуры. В данном случае температура остается постоянной, следовательно, давление насыщенного пара меняться не будет.

Парциальное давление газа зависит от объема и для процесса с постоянной температурой, для него можно записать

,

откуда следует, что

,

то есть давление насыщенного пара увеличивается в 3 раза. Таким образом, относительная влажность возрастает до

.

Ответ: 90.

Задание 10. Внутреннюю энергию 2 молей одноатомного идеального газа уменьшили на 800 Дж, а внешние силы совершили над ним работу 400 Дж. Какое количество теплоты отдал газ?

Решение.

Внутренняя энергия газа уменьшилась на 800 Дж, следовательно, величина  Дж. Так как над газом совершили работу внешние силы, то она будет равна  Дж. Тогда из первого начала термодинамики, количество теплоты, отданное газом, равно

 Дж.

Ответ: 1200.

Задание 11. В стеклянную колбу налили немного воды и закрыли её пробкой. Вода постепенно испарялась. На рисунке показан график изменения со временем t концентрации n молекул водяного пара внутри колбы. Температура в колбе в течение всего времени проведения опыта оставалась постоянной. В конце опыта в колбе ещё оставалась вода. Какое утверждение можно считать правильным?

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.

1) На участке 1 плотность водяных паров увеличивалась.

2) На участке 2 давление водяных паров не менялась.

3) На обоих участках водяной пар ненасыщенный.

4) На участке 1 давление водяных паров уменьшалось.

5) На участке 2 плотность водяных паров уменьшалась.

Решение.

1) На участке 1 наблюдается увеличение концентрации молекул пара, следовательно, плотность пара увеличивалась.

2) При постоянной температуре, концентрации пара и объеме, давление пара будет также постоянным.

3) На участке 2 пар имеет постоянное давление при наличии жидкости в колбе, следовательно, пар является насыщенным.

4) При увеличении концентрации молекул газов, их давление также увеличивается.

5) На участке 2 видим постоянную концентрацию молекул пара в единице объема, следовательно, плотность пара постоянна.

Ответ: 12.

Задание 12. Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1-2, график которого изображён на рисунке в координатах р-Т (р — давление и Т — абсолютная температура газа). Как изменяются в ходе этого процесса внутренняя энергия газа и его объём?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Решение.

На графике видим линейную зависимость давление от температуры, причем можно записать  (так как прямая исходит из начала координат), где  — некоторый коэффициент. Тогда из уравнения состояния идеального газа, следует, что

,

то есть объем остается постоянным.

Внутренняя энергия газа  прямо пропорциональна температуре газа. В процессе 1-2 температура газа увеличивается, следовательно, увеличивается и его внутренняя энергия.

Ответ: 13.

Задание 13. Два точечных равных по модулю заряда +q 0 и -q расположены на горизонтальной прямой (см. рисунок). Куда направлен (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) вектор напряжённости результирующего электрического поля E в точке A, равноудалённой от этих зарядов? Ответ запишите словом (словами).

Решение.

Вектор напряженности электрического поля исходит из положительного заряда и входит в отрицательный заряд. Так как точка А равноудалена от зарядов +q и –q, то величина вектора напряженности поля от этих зарядов будет равна по модулю, но противоположна по направлению как это показано на рисунке ниже.

В итоге, результирующий вектор (синяя линия на рисунке) будет направлен вправо.

Ответ: вправо.

Задание 14. К батарее с ЭДС, равной 24 В, и внутренним сопротивлением 2 Ом подключили резистор с сопротивлением 4 Ом. Какова сила тока в цепи?

Решение.

Воспользуемся законом Ома для замкнутой цепи:

,

где E=24 В – ЭДС батареи; r=2 Ом – внутреннее сопротивление батареи; R=4 Ом – внешнее сопротивление. Из этой формулы получаем, что сила тока в цепи равна

 А.

Ответ: 4.

Задание 15. Луч света лазерной указки падает на поверхность стекла и распространяется в стекле со скоростью 200 000 км/с. Каков показатель преломления стекла?

Решение.

Абсолютный показатель преломления стекла можно найти как отношение скорости света в вакууме 300 000 км/с к скорости распространения света в стекле, получим:

.

Ответ: 1,5.

Задание 16. Металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электрическое поле напряжённостью Е.

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, описывающие результаты воздействия этого поля на металлическое тело, и укажите их номера.

1) Напряжённость электрического поля в точке D не равна нулю.

2) Потенциалы в точках А и С равны.

3) Концентрация свободных электронов в точке В наибольшая.

4) В точке А индуцируется положительный заряд.

5) В точке D индуцируется отрицательный заряд.

Решение.

1) Под действием электрического поля положительные заряды переместятся в сторону точки C, а отрицательные – в сторону точки B. Причем распределение этих зарядов по модулю будет одинаковым. Следовательно, они создадут электрическое поле внутри проводника, направленное против внешнего поля такое, что  напряженность электрического поля в точке D будет равна 0.

2) Да, верно, потенциалы будут равны.

3) Да, так как вектор электрического поля исходит из положительного заряда, то слева, условно, расположен положительный заряд и отрицательно заряженные электроны будут к нему притягиваться. В результате, в точке B будут сосредотачиваться электроны.

4) Положительный заряд индуцируется в точке C по той же причине, по которой в точке B индуцируются электроны.

5) В точке D не происходит концентрации каких-либо зарядов.

Ответ: 23.

Задание 17. На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС резистор R1 и реостат R2. Если уменьшить сопротивление реостата R2 до минимума, то как изменятся при этом сила тока в цепи и суммарная тепловая мощность, выделяющаяся на внешнем участке цепи? Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Решение.

В соответствии с законом Ома, сила тока в цепи равна

.

Из этой формулы видно, что при уменьшении сопротивления R₂ сила тока в цепи увеличивается.

Суммарная тепловая мощность, вырабатываемая электрическим током, при прохождении через сопротивления R₁ и R₂ равна

.

Так как ток I увеличивается обратно пропорционально сопротивлению R₂, то его (тока) квадратическая величина будет возрастать быстрее уменьшения сопротивления R₂. Следовательно, суммарная мощность будет увеличиваться.

Ответ: 11.

Задание 18. Заряженная частица массой m, несущая положительный заряд q, движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля B по окружности со скоростью v. Действием силы тяжести пренебречь.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А) модуль силы Лоренца, действующей на частицу

Б) период обращения частицы по окружности

ФОРМУЛЫ

Решение.

А) Сила Лоренца, действующая на частицу со стороны магнитного поля равна

и так как в данном случае , то

.

Вариант ответа под номером 4.

Б) Перепишем последнее выражение из п. А в соответствии со вторым законом Ньютона, получим:

,

и так как здесь центростремительное ускорение , то имеем:

,

откуда радиус окружности

.

Период обращения частицы по окружности – это время, за которое она проходит по этой окружности. Длина окружности равна

,

тогда время прохождения будет равно

.

Вариант ответа под номером 3.

Ответ: 43.

Задание 19. Укажите массовое и зарядовое число ядра, из которого в результате двух последовательных альфа-распадов образуется ядро .

Решение.

Учитывая, что при альфа-распаде порядковый номер уменьшается на 2 единицы, а массовое число на 4 единицы, то при двух альфа-распадах имеем уменьшение порядкового номера на 4, а массового числа на 8. В результирующем изотопе массовое число равно 216, а порядковое число 84. Следовательно, изначально массовое число равнялось 216+8=224, а порядковое число 84+4=88.

Ответ: 22488.

Задание 20. На рисунке представлен график изменения числа ядер находящегося в пробирке радиоактивного изотопа с течением времени. Каков период полураспада этого изотопа?

Решение.

Из графика видно, что изначально объем ядер был равен . Через t=2 месяцев видим, что он стал . Тогда период полураспада T можно найти из формулы радиоактивного распада:

,

откуда

Так как основания равны, переходим к степеням, имеем:

 месяца.

Ответ: 2.

Задание 21. На рисунке изображена упрощённая диаграмма энергетических уровней атома.

Нумерованными стрелками отмечены некоторые возможные переходы атома между этими уровнями. Какие из этих четырёх переходов связаны с поглощением кванта света с наименьшей энергией и излучением света наименьшей длины волны? Установите соответствие между процессами поглощения и испускания света и стрелками, указывающими энергетические переходы атома.

ПРОЦЕСС

А) поглощение кванта света с наименьшей энергией

Б) излучение света наименьшей длины волны

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПЕРЕХОД

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Решение.

А) При поглощении кванта света частица переходит с меньшего уровня (например, ), на более высокий (например, ). Так как поглощаемый квант обладает наименьшей энергией, то частица имеет самый короткий из представленных переходов на верхние уровни. Этому соответствует переход под номером 1.

Б) При излучении света происходит переход частицы с более высоких уровней, на более низкие. Так как длина излучаемой волны наименьшая, а значит частота наибольшая, то переход должен быть длинным (так как чем больше частота света, тем выше его энергия). Этому соответствует переход под номером 4.

Ответ: 14.

Задание 22. Ученик, изучая законы геометрической оптики, провёл опыт по преломлению света, направив слева узкий луч на стеклянную пластину (см. фотографию). Погрешность измерения углов падения и преломления равна половине цены деления транспортира. Чему равен по результатам этих измерений угол падения?

Запишите ответ с учётом погрешности измерений.

Решение.

Из рисунка видно, что угол падения равен 30 градусов. Цена одного деления равна 1 градусу, значит, погрешность измерения равна 0,5 градуса – половина цены деления. Таким образом, по результатам измерения, ученик получил значение .

Ответ: .

Задание 23. Конденсатор состоит из двух круглых пластин, между которыми находится диэлектрик (ε — диэлектрическая проницаемость диэлектрика). Необходимо экспериментально установить, как зависит электроёмкость конденсатора от расстояния между его пластинами. Какие два конденсатора следует использовать для проведения такого исследования?

В ответ запишите номера выбранных установок.

Решение.

Электроемкость конденсатора с диэлектриком между пластинами определяется по формуле

,

где  — абсолютная диэлектрическая проницаемость;  — относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; S – площадь обкладок конденсатора; d – расстояние между обкладками.

Чтобы определить зависимости электроемкости конденсатора С от расстояния между пластинами d, нужно взять конденсаторы с одним и тем же диэлектриком, одной и той же площадью обкладок, но разными расстояниями между ними. Этому условию соответствуют конденсаторы под номерами 4 и 5.

Ответ: 45.

Задание 24. Летящая горизонтально со скоростью 20 м/с пластилиновая пуля массой 9 г попадает в груз, неподвижно висящий на нити длиной 40 см, в результате чего груз с прилипшей к нему пулей начинает совершать колебания. Максимальный угол отклонения нити от вертикали при этом равен α = 60°. Какова масса груза?

Решение.

Начальный импульс летящей пули (непосредственно перед столкновением) равен . После этого пуля прилипает к грузу на нити массой  и сообщает ему импульс , то есть можно записать равенство

.

Вся сообщенная кинетическая энергия отклоняет маятник на 60 градусов и в крайней точке она полностью переходит в потенциальную энергию, равную

,

где  метра – максимальная высота отклонения маятника. То есть можно записать:

,

откуда

,

тогда

что составляет 81 грамм.

Ответ: 81.

Задание 25. Кусок льда, имеющий температуру 0 °С, помещён в калориметр с электронагревателем. Чтобы превратить этот лёд в воду с температурой 20 °С, требуется количество теплоты 100 кДж. Какая температура установится внутри калориметра, если лёд получит от нагревателя количество теплоты 75 кДж? Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь.

Решение.

Найдем сначала массу льда из уравнения теплового баланса, имеем:

,

где  Дж/кг – удельная теплота плавления льда;  Дж/К/кг – удельная теплоемкость воды;  К — изменение температуры воды; m – масса льда. Отсюда получаем:

 кг.

Теперь определим, будет ли достаточно 75 кДж тепла, чтобы растопить лед массой 0,24 кг, получим:

 Дж.

Полученное значение больше величины 75000 Дж, следовательно, 75 кДж недостаточно чтобы растопить лед и в калориметр установится температура 0 градусов.

Ответ: 0.

Задание 26. В заштрихованной области на рисунке действует однородное магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости рисунка, В = 0,1 Тл. Проволочную квадратную рамку сопротивлением R = 10 Ом и стороной l = 10 см перемещают в плоскости рисунка поступательно со скоростью v = 1 м/с. Чему равен индукционный ток в рамке в состоянии 1?

Решение.

В соответствии с законом Фарадея, ЭДС самоиндукции, возникающей в рамке замкнутого контура при изменении магнитного потока, равна

.

В то же время, изменение магнитного потока можно записать как

,

где  — изменение площади рамки (в магнитном поле) за время . Следовательно, в состоянии 1, значение ЭДС, возникающее в рамке, равно

,

так как . Из закона Ома следует, что

Подставляем числовые значения, получаем:

 А,

что составляет 1 мА.

Ответ: 1.

Задание 27. На рисунке изображены графики двух процессов, проведённых с идеальным газом при одном и том же давлении. Почему изобара I лежит выше изобары II? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Решение.

1. Количество вещества в первой порции газа меньше, чем во второй.

2. Для описания изобарного расширения идеального газа используем уравнение Клапейрона — Менделеева: pV = vRT, где v — число молей газа. Отсюда следует, что при одинаковых давлении и объёме .

3. Как следует из рисунка,  (при одинаковых давлении и объёме). Поэтому .

Задание 28. На гладкой горизонтальной поверхности стола покоится горка с двумя вершинами, высоты которых h и 5/2*h (см. рисунок). На правой вершине горки находится шайба. От незначительного толчка шайба и горка приходят в движение, причём шайба движется влево, не отрываясь от гладкой поверхности горки, а поступательно движущаяся горка не отрывается от стола. Скорость шайбы на левой вершине горки оказалась равной v. Найдите отношение масс шайбы и горки.

Решение.

На систему тел «шайба + горка» действуют внешние силы (тяжести и реакции стола), направленные по вертикали, поэтому проекция импульса системы на горизонтальную ось Ох системы отсчёта, связанной со столом, сохраняется.

В начальный момент , а в момент  . Из закона сохранения импульса  получим: , где т — масса шайбы, М — масса горки.

Работа сил тяжести определяется изменением потенциальной энергии, а суммарная работа сил реакции равна нулю, так как поверхности гладкие. Следовательно, полная механическая энергия системы тел, равная сумме кинетической и потенциальной, сохраняется. Так как потенциальная энергия горки не изменилась, получаем уравнение

.

Решение системы дает отношение масс

.

Ответ: .

Задание 29. Цикл тепловой машины, рабочим веществом которой является один моль идеального одноатомного газа, состоит из изотермического расширения, изохорного охлаждения и адиабатического сжатия. В изохорном процессе температура газа понижается на ∆T, а работа, совершённая газом в изотермическом процессе, равна A. Определите КПД тепловой машины.

Решение.

1. Коэффициент полезного действия тепловой машины

где  — работа, совершённая за цикл;  — количество теплоты, полученное за цикл рабочим веществом тепловой машины от нагревателя;  — количество теплоты, отданное за цикл холодильнику.

В рассматриваемом цикле газ получает количество теплоты в изотермическом процессе и отдаёт в изохорном.

2. В изотермическом процессе внутренняя энергия одноатомного идеального газа не изменяется, следовательно, в соответствии с первым законом термодинамики количество теплоты, полученное газом, равно работе газа: .

3. Поскольку в изохорном процессе газ работу не совершает, количество теплоты, отданное газом (в соответствии с первым законом термодинамики), равно изменению его внутренней энергии:

.

Подставляя второе и третье соотношения в первое, получаем значение КПД тепловой машины.

.

Задание 30. Какая тепловая мощность будет выделяться на резисторе R1 в схеме, изображённой на рисунке, если резистор R2 перегорит (превратится в разрыв цепи)? Все резисторы, включённые в схему, имеют одинаковое сопротивление R = 20 Ом. Внутреннее сопротивление источника r = 2 Ом; его ЭДС E= 110 В.

Решение.

1. После перегорания резистора R2 данную электрическую схему можно заменить эквивалентной схемой (см. рисунок).

Тогда сопротивление внешней цепи .

2. По закону Ома для полной цепи сила тока, текущего через источник в схеме, .

3. Сила тока, текущего через резистор R1, равна силе тока, текущего через источник. По закону Джоуля — Ленца мощность, выделяющаяся на резисторе R1,

Ответ: 236 Вт.

Задание 31. Металлическая пластина облучается светом частотой  Гц. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости поля Е направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Определите работу выхода электронов из данного металла.

Решение.

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта, энергия поглощаемого фотона равна сумме работы выхода фотоэлектрона из металла и максимальной кинетической энергии фотоэлектрона:

.         (1)

В электрическом поле на электрон действует сила, направление которой противоположно направлению вектора напряжённости поля. Поэтому в нашем случае фотоэлектроны будут ускоряться полем. В точке измерения их максимальная кинетическая энергия станет равной

,         (2)

где U — разность потенциалов между поверхностью пластины и эквипотенциальной поверхностью на расстоянии L = 10 см от неё.

Поскольку поле однородное и вектор E перпендикулярен пластине, то

.                 (3)

Решая систему уравнений (1), (2) и (3), находим:

,

отсюда получаем:

Ответ: 3,7 эВ.

Электрическая мощность (Р) — свойство электрического тока совершать работу за данный промежуток времени, измеряемое отношением произведенной работы к этому промежутку — Студопедия

Для резистора — скорость рассеяния энергии в виде тепла на резисторе.

Единицы мощности в СИ: 1 Вт = 1 В·1 А. Зная мощность потребителя, можно рассчитать работу электрического тока: А’ = P·t . Единица работы в СИ: 1 Дж = 1 Вт·1 с. Употребляемая

единица 1 кВт·ч = 3,6 МДж.

Прибор для измерения мощности электрического тока — ваттметр.

IV. Задачи:

1. Придумайте способ включения лампочки мощностью 3,6 Вт, рассчитанной на б В, если напряжение источника 24 В.

2. Две лампочки сопротивлением 180 и 360 Ом подключили параллельно к сети с напряжением 120 В. Какая мощность выделяется в каждой из лампочек и во всей цепи? Какая будет выделяться мощность, если лам­почки подключить последовательно? Сопротивление лампочек считать неизменным.

3. Три электрические лампочки мощностью 50, 50 и 100 Вт, рассчитанные на напряжение 110 В, нужно включить в сеть с напряжением 220 В так, чтобы они горели нормальным накалом. Как это сделать?

4. В сеть с напряжением 120 В через дополнительное сопротивление 40 Ом включен прибор, потребляющий мощность 50 Вт. Какова сила тока, текущего через прибор? Какая мощность рассеивается на резисторе?


5. Электромотор с сопротивлением обмотки 7 Ом потребляет ток силой 2 А и имеет при этом КПД 96%. Какую механическую работу совершает мотор за время 3 с?

6. Цепочка из двух последовательно соединенных резисторов подклю­чается к источнику постоянного напряжения 12 В. Сопротивление одного из них 36 Ом. При каком значении сопротивления второго резистора тепловая мощность, выделяемая на нем, будет максимальна? Найти эту максимальную мощность.

7. Юный физик сделал замечательную электроплитку, сопротивление которой не зависело от температуры. Сначала он включил эту плитку в сеть с напряжением 55 В, она нагрелась до температуры 550С. Затем он включил ее в сеть с напряжением 110 В и она нагрелась до температуры 1100С. До какой температуры нагреется плитка, если ее включить в сеть с напряжением 220 В?

8. Оцените, какую мощность имеет 100-ваттная лампочка в начальный момент включения ее в осветительную сеть напряжением 220 В, если рабочая температура нити накаливания составляет 2700°С, а тем­пературный коэффициент сопротивления вольфрама 0,004 °С-1.

Вопросы:

1. Остается ли постоянной мощность, потребляемая лампочкой, при различных накалах?

2. Как надо соединить обмотки двух нагревателей, опущенных в стакан с водой, чтобы вода скорее закипела?

3. Почему плавкий предохранитель выходит из строя раньше, чем какой-либо другой участок электрической цепи?

4. Почему молния расщепляет деревья?

5. Объясните поговорку электромонтеров: «Горячая пайка всегда холодная, а холодная пайка всегда горячая».

6. Иногда перегоревшую лампочку удается заставить снова светиться, встряхивая ее. Почему «ожившая» лампочка светит ярче?


7. Лампочку, рассчитанную на напряжение 110 В, включили в сеть с напряжением 220 В через реостат. Чему равно КПД цепи?

8. Три резистора соединены последовательно и подключены к источнику тока постоянного напряжения. Сопротивления резисторов: R1 = 1 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 4 Ом. Как нужно изменить сопротивление второго резистора, чтобы мощность, выделяемая на нем, уменьшилась в 2 раза, а на первом резисторе выделялась прежняя мощность? Как изменится при этом мощность, выделяемая на третьем резисторе?

V. § 57

1. Положив в основу тепловое действие электрического тока, предложите конструкцию и рассчитайте параметры амперметра.

2. Приведите наибольшее количество примеров полезного и вредного прояв­лений теплового действия электрического тока.

3. Показать, что электрический ток распределяется между двумя параллель­но соединенными резисторами так, что полная рассеиваемая на этом участке цепи мощность минимальна.

4. Показать, что электрическое напряжение распределяется между двумя последовательно соединенными резисторами так, что полная рассеивае­мая на этом участке цепи мощность минимальна.

5. Определите отношение сопротивлений двух резисторов, исследуя тепло­вое действие электрического тока.

6. Оцените время нагрева спирали лампы накаливания при ее включении.

«Я накладываю на глазное яблоко конец оловянного листочка, беру в рот серебряную монету или ложку и затем привожу обе эти обкладки в соприкосновение при помощи двух металлических острий… это оказывается достаточным, чтобы тотчас … получить явление света или пре­ходящей молнии в глазу».


А. Вольта

Можно ли рассчитать, какое тепловыделение и повышение температуры будет иметь место в резисторе

Мощность, подаваемая на резистор, который он полностью преобразует в тепло, равна напряжению на нем, умноженному на ток через него:

    P = IV

Где P — мощность, I — ток, а V — напряжение. Ток через резистор связан с напряжением на нем и сопротивлением:

    I = В/Р

, где R — сопротивление. С помощью этого дополнительного соотношения вы можете изменить приведенные выше уравнения, чтобы сделать мощность прямой функцией напряжения или тока:

    P = В 2 /R

    P = I 2 R

Так получилось, что если вы придерживаетесь единиц измерения Вольт, Ампер, Ватт и Ом, никаких дополнительных констант преобразования не требуется.

В вашем случае 20 В через резистор 1 кОм:

    (20 В) 2 /(1 кОм) = 400 мВт

Это мощность, которую будет рассеивать резистор.

Первый шаг к решению этой проблемы — убедиться, что резистор рассчитан на такую ​​большую мощность. Очевидно, что резистор на ¼ Вт не подойдет. Следующий распространенный размер — «½ Вт», который теоретически может выдержать эту мощность при соблюдении всех соответствующих условий. Внимательно прочитайте техническое описание, чтобы увидеть, при каких условиях ваш резистор мощностью 1/2 Вт может фактически рассеивать мощность 1/2 Вт.В нем может быть указано, что температура окружающей среды должна быть не выше 20 °C при определенной степени вентиляции. Если этот резистор находится на плате, которая находится в коробке с чем-то еще, рассеивающим энергию, например с блоком питания, температура окружающей среды может быть значительно выше 20 °C. В этом случае резистор «½ ватта» не может выдержать ½ ватта, если, возможно, через его верхнюю часть не дует воздух от вентилятора.

Чтобы узнать, насколько температура резистора превысит температуру окружающей среды, вам понадобится еще одна цифра, которая представляет собой тепловое сопротивление резистора окружающей среде.Это будет примерно то же самое для тех же типов корпусов, но истинный ответ доступен только из таблицы данных резистора.

Скажем, просто для того, чтобы подобрать число (из воздуха, я ничего не искал, только пример), что резистор с подходящими медными контактными площадками имеет тепловое сопротивление 200 °C/Вт. Резистор рассеивает 400 мВт, поэтому повышение его температуры составит примерно (400 мВт)(200 °C/Вт) = 80 °C. Если он находится на открытой плате на вашем столе, вы, вероятно, можете вычислить максимальную температуру окружающей среды 25 ° C, поэтому резистор может достигать 105 ° C.Обратите внимание, что это достаточно горячо, чтобы вскипятить воду, но большинство резисторов будут в порядке при этой температуре. Просто держи палец подальше. Если это на плате в коробке с блоком питания, повышающим температуру в коробке на 30°С по сравнению с окружающей средой, то температура резистора может достигать (25°С) + (30°С) + (80°С) = 135°С. Это нормально? Не спрашивайте меня, проверьте техническое описание.

Расчет постоянного напряжения и тока, необходимых для получения определенного тепла с помощью резистора

Энергия и температура связаны через теплоемкость:

\$ \Delta T = \dfrac{\Delta Q}{C} \$

, где \$ \Delta T \$ – повышение температуры, \$ \Delta Q\$ – чистая добавленная (тепловая) энергия, а \$C\$ – теплоемкость.Последнее зависит от материала (материалов), а удельная теплоемкость является постоянным свойством вещества на единицу массы.

Предположим, что удельная теплоемкость сравнима с удельной теплоемкостью керамики и составляет около 1 Дж/(г·К). Затем для резистора 7 г с проволочной обмоткой 10 Вт:

\$ \Delta T = \dfrac{\Delta Q}{7 г \cdot 1 Дж/(г К)} \$

, так что применение 0,11 Дж (100 мВт в течение 1 с) дает повышение температуры на

\$ \Delta T = \dfrac{0,1 Дж}{7 г \cdot 1 Дж/(г К)} = 0,014°C \$

Это немного, но это резистор на 10Вт.Сделаем то же самое для резистора 0402 на 1 мг:

\$ \Delta T = \dfrac{0,1 Дж}{1 мг \cdot 1 Дж/(г К)} = 100°C \$

без учета потерь в окружающую среду. Таким образом, вы не можете сказать, какое напряжение или мощность необходимы для нагрева резистора до 200°C. Небольшой резистор быстро достигает очень высокой температуры, не прикладывая большого количества энергии. Вам нужно будет определить, какая тепловая энергия вам нужна, и тогда мы сможем поговорить снова.

Упомянутый резистор мощностью 10 Вт может нагреваться до 250°C, как показано на графике ниже,

, но при высоких температурах окружающей среды его номинальные характеристики должны быть снижены, в данном случае это означает, что он может рассеивать только 4 Вт вместо 10 Вт при 200°C.Это потому, что он может обмениваться меньшим количеством тепла с окружающей средой, если разница температур меньше.

edit
Но разве первое уравнение не означает, что температура будет продолжать расти, если я оставлю питание включенным? Теоретически да, и вы можете сделать настройку, где это действительно происходит. На практике нет, потому что, когда вы добавляете энергию, она также теряет часть ее в окружающую среду. Чем выше разница температур, тем выше потери энергии. Таким образом, по мере того, как вы добавляете больше энергии, температура будет расти, а вместе с ней и потери энергии, пока вы не достигнете точки, в которой потери энергии сравняются с добавленной энергией.Тогда система находится в равновесии и температура остается постоянной.

Также возможно повышение температуры окружающей среды. Затем температура резистора будет следовать за этим повышением, пока разница температур снова не станет такой же.

Скорость теплообмена зависит от разницы температур и теплового сопротивления. Последнее трудно определить, и оно полностью зависит от того, как расположен резистор. Возможно, вам придется найти его экспериментальным путем.

Дополнительная литература
Тепловое сопротивление, теория и практика

Мощность

, рассеиваемая резистором? Надежность цепи и примеры расчетов

 

В электронике слово «рассеивание» довольно распространено, и те, кто работает в этой отрасли, слишком хорошо его знают или, по крайней мере, должны знать. Я говорю должен, потому что очевидно, что это не всегда так. Что ж, я подробнее остановлюсь на том, почему я сразу сказал «должен».Но пока давайте сосредоточимся на теме диссипации.

Возьмем, к примеру, полностью заряженный конденсатор, такой как конденсатор емкостью 3,0 фарад, используемый в аудиосистеме. В этом случае, если вы снимаете конденсатор для хранения, замены или проведения технического обслуживания системы, вы определенно хотите, чтобы конденсатор рассеивал свой заряд.

Это был момент, который не смог понять один джентльмен, даже после того, как предоставил ему подробные детали вместе с необходимыми шагами.Однако несоблюдение надлежащих протоколов разрядки плюс катание конденсатора в багажнике плюс WD-40 равняется событию, которое могло бы вдохновить одну из моих любимых групп (The Power Station) на написание одной из моих любимых песен (Some Like it Hot). Кроме шуток, в его багажнике горела жара, и по сей день его прозвище все еще «дым-дым-дым».

Что такое рассеиваемая мощность?

Рассеяние мощности определяется как процесс, при котором электронное или электрическое устройство выделяет тепло (потери или потери энергии) как нежелательное производное от своего основного действия.Как и в случае с центральными процессорами, рассеивание мощности является основной проблемой в компьютерной архитектуре.

Кроме того, рассеивание мощности в резисторах считается естественным явлением. Факт остается фактом: все резисторы, являющиеся частью цепи и имеющие на ней падение напряжения, будут рассеивать электрическую мощность. Более того, эта электрическая мощность преобразуется в тепловую энергию, и поэтому все резисторы имеют номинальную мощность. Кроме того, номинальная мощность резистора — это классификация, которая характеризует максимальную мощность, которую он может рассеивать, прежде чем он достигнет критического отказа.

Как вы, наверное, знаете, мощность выражается в ваттах (Вт), а формула мощности: P (мощность) = I (ток) x E (напряжение). Что касается законов физики, если есть увеличение напряжения (E), то ток (I) также будет увеличиваться, и, в свою очередь, будет увеличиваться рассеиваемая мощность резистора. Однако, если вы увеличите значение резистора, ток уменьшится, а также уменьшится рассеиваемая мощность резистора. Эта корреляция следует закону Ома, который устанавливает формулу тока как I (ток) = V (напряжение) ÷ R (сопротивление).

Расчет мощности, рассеиваемой резистором

В области электроники рассеиваемая мощность также является параметром измерения, который количественно определяет выделение тепла в цепи из-за неэффективности. Другими словами, рассеиваемая мощность является мерой того, сколько мощности (P = I x E) в цепи преобразуется в тепло. Как я упоминал ранее, у каждого резистора есть номинальная мощность, и с точки зрения конструкции это позволяет разработчикам оценить, будет ли конкретный резистор соответствовать их конструктивным требованиям в схеме.Итак, теперь давайте подробнее рассмотрим, как рассчитать этот критический параметр конструкции.

Во-первых, согласно закону Ома,

В (напряжение) = I (ток) × R (сопротивление)

I (ток) = V (напряжение) ÷ R (сопротивление)

P (мощность) = I (ток) × V (напряжение)

Следовательно, для расчета мощности, рассеиваемой резистором, формулы следующие:

P (рассеиваемая мощность) = I2 (ток) × R (сопротивление)

или

P (рассеиваемая мощность) = V2 (напряжение) ÷ R (сопротивление)

Таким образом, используя приведенную выше принципиальную схему в качестве справки, мы можем применить эти формулы для определения мощности, рассеиваемой резистором.

Напряжение = 9 В

Сопротивление = 100 Ом

I (ток) = 9 В ÷ 100 Ом или I (ток) = 90 мА

P (мощность) = 90 мА × 9 В или P (мощность) = 0,81 Вт или 810 мВт

P (рассеиваемая мощность) = V2 (напряжение) ÷ R (сопротивление)

или

P (рассеиваемая мощность) = 92 ÷ 100

или

P (рассеиваемая мощность) = 81 ÷ 100 или P (мощность рассеиваемая) = 810 мВт

Рассеиваемая мощность: хорошо или плохо?

Вообще говоря, нет; тем не менее, есть некоторые случаи, когда рассеивание тепла является хорошей вещью.Возьмем, к примеру, электрические нагреватели, в которых используется резистивная проволока, такая как нихром. Нихром является уникальным нагревательным элементом благодаря своей экономичности, устойчивости к потоку электронов, прочности, гибкости, стойкости к окислению, стабильности при высоких температурах.

Кроме того, еще одним примером благоприятного отвода тепла являются лампы накаливания, которые используются в качестве экономичных обогревателей. В целом, при нормальных условиях рассеивание тепла нежелательно, но в тех редких случаях, когда оно имеет место, оно будет заключаться в усилиях по контролю рассеивания тепла, а не в его сдерживании.

Вот некоторые важные моменты, на которые следует обратить внимание при рассмотрении рассеиваемой мощности.

  1. Убедитесь, что номинальная мощность резистора соответствует требованиям вашей схемы.

  2. Обязательно перепроверьте, зависит ли рейтинг вашей микросхемы от использования радиаторов.

  3. Если вы проектируете печатные платы, убедитесь, что ваши дорожки достаточно велики, чтобы поддерживать низкое сопротивление и избегать чрезмерного нагрева.

  4. При проектировании схемы переключения убедитесь, что время переключения максимально короткое.

Чтобы сократить время переключения, сделайте скорость нарастания как можно более крутой, уменьшив емкость на линии. Кроме того, в области электроники скорость нарастания определяется как изменение тока, напряжения или других электрических величин в единицу времени.

Резисторы — это многогранные компоненты, доступные для ваших цепей.

Как дизайнеры, вы постоянно сталкиваетесь с постоянно возникающими проблемами при проектировании электронных схем. Одним из наиболее важных аспектов проектирования является поиск правильных компонентов, отвечающих потребностям вашей схемы.Кроме того, обнаружение этих компонентов также означает, что они должны безопасно функционировать в пределах заданных параметров напряжения, мощности и тока. Поэтому расчет таких параметров, как рассеиваемая мощность, имеет решающее значение для общей схемы.

Стратегии рассеивания мощности и использование резисторов в ваших цепях более чем эффективны с набором инструментов Cadence для проектирования и анализа. Решая любую задачу компоновки в Allegro PCB Designer, вы получаете быстрые, чистые и готовые к производству проекты.

Если вы хотите узнать больше о том, какое решение у Cadence есть для вас, обратитесь к нам и нашей команде экспертов. Вы также можете посетить наш канал YouTube и посмотреть видеоролики о моделировании и системном анализе, а также узнать, что нового в нашем наборе инструментов для проектирования и анализа.

Какая энергия рассеивается в резисторе?

Автор вопроса: Хавьер Бейли V
Оценка: 4,7/5 (27 голосов)

Когда ток протекает через резистор, электричество падает из-за разности потенциалов.Когда кулон падает на вольт, он теряет потенциальную энергию 1 джоуль. Эта энергия рассеивается в виде тепла .

Какой вид энергии рассеивается?

Энергия обычно теряется при нагревании окружающей среды, хотя иногда энергия рассеивается в виде звука. Способы рассеивания энергии зависят от системы: для радиоприемника или комплекта громкоговорителей электрическая работа преобразуется в полезный звук, а инфракрасное излучение рассеивается, т. е. тратится впустую в виде тепловой энергии.

В какой форме резистор рассеивает энергию?

Когда ток протекает через резистор, электрическая энергия преобразуется в ТЕПЛОВУЮ энергию . Тепло, выделяемое в компонентах цепи, каждый из которых обладает хотя бы некоторым сопротивлением, рассеивается в воздухе вокруг компонентов.

Резисторы теряют энергию?

Резисторы — это электрические компоненты в электрической цепи, замедляющие ток в цепи…. Они преднамеренно теряют энергию в виде тепла или тепловой энергии .

Где мы используем резисторы в повседневной жизни?

Из-за характера выделения тепла при проведении тока резисторы используются в обогревателях, тостерах, микроволновых печах, электрических плитах и ​​многих других нагревательных приборах . В лампочке металлическая нить раскаляется добела из-за очень высокой температуры, создаваемой сопротивлением, когда через нее проходит электричество.

28 связанных вопросов найдено

Какая польза от резисторов?

Резистор — это пассивный двухполюсный электрический компонент, реализующий электрическое сопротивление как элемент цепи. В электронных схемах резисторы используются для уменьшения протекающего тока, регулировки уровней сигнала, для разделения напряжений, смещения активных элементов и согласования линий передачи , среди прочего.

Что происходит с резистором, когда через него протекает ток?

Напряжение и ток в резисторах

Ток, протекающий через резистор при постоянной температуре , прямо пропорционален разности потенциалов на нем …. Когда резисторы соединены параллельно, общее сопротивление двух или более резисторов меньше, чем у каждого резистора по отдельности.

Во что резистор преобразует электрическую энергию?

Резистор работает путем преобразования электрической энергии в тепло , которое рассеивается в воздухе.

Требуют ли резисторы падения напряжения?

Если я добавлю в цепь резистор , напряжение уменьшится .Если в цепи есть резистор, через который протекает ток, на резисторе будет падать напряжение (согласно закону Ома).

Как рассчитать рассеяние энергии?

Правило мощности: P = I × V

Если ток I протекает через данный элемент вашей цепи, при этом теряется напряжение V, то мощность, рассеиваемая этим элементом цепи, является произведением этого тока и напряжения : P = I × V.

Что такое рассеяние энергии на сопротивлении?

Когда ток протекает через резистор, электричество падает из-за разности потенциалов. Когда кулон падает на вольт, он теряет потенциальную энергию 1 джоуль. Эта энергия рассеивается в виде тепла .

Каков наиболее распространенный способ потери энергии в системе?

Тепловая энергия является наиболее легко рассеиваемой формой энергии.Энергия света часто представляет собой энергию, наблюдаемую при горении, и представляет собой тип волнового движения.

Какая средняя мощность рассеивается на резисторе?

Расчет мощности, рассеиваемой резистором

Другими словами, рассеиваемая мощность является мерой того, сколько мощности (P = I x E) в цепи преобразуется в тепло .

Как найти ток через резистор?

Ток через каждый резистор можно найти, используя закон Ома I=V/R , где напряжение постоянно на каждом резисторе.

Как выглядит резистор на схеме?

Резисторы. … Резисторы на схеме обычно обозначаются несколькими зигзагообразными линиями с двумя выводами, выходящими наружу . На схемах, использующих международные символы, вместо волнистых линий может использоваться безликий прямоугольник.

Влияют ли резисторы на напряжение?

Таким образом, согласно закону, резистор должен влиять как на напряжение, так и на ток , однако реальность такова, что он меняет только один размер.вы также найдете случаи использования, когда влияет только напряжение.

Что можно использовать в качестве резистора?

В качестве резистора можно использовать хороший проводник, например металлическую проволоку . Сопротивление можно регулировать, ограничивая толщину провода или уменьшая путь через него. Сопротивление можно контролировать проводом.

Изменяется ли ток при прохождении через резистор?

А для определенного сопротивления ток зависит от приложенного напряжения.Итак, когда ток проходит через резистор , никакого изменения тока не видно, если мы не изменим сопротивление. Ответ: ток не изменился.

Что происходит с зарядом резистора?

Когда конденсаторы и резисторы соединены вместе, резистор сопротивляется протеканию тока, который может заряжать или разряжать конденсатор. Чем больше резистор , тем медленнее скорость зарядки/разрядки .Чем больше конденсатор, тем медленнее скорость заряда/разряда.

К чему подключен резистор в лампочке?

Когда электричество пропускается через резистор, часто энергия электричества превращается в другую форму энергии, такую ​​как свет или тепло. Причина, по которой лампочка светится, заключается в том, что электричество проходит через вольфрам , который является резистором.

Что произойдет, если не использовать резистор?

При подключении светодиода вы всегда должны использовать токоограничивающий резистор для защиты светодиода от полного напряжения.Если подключить светодиод напрямую к 5 вольтам без резистора, светодиод будет перегружен , некоторое время будет очень ярко светить, а потом сгорит.

Какие бывают 2 типа резисторов?

Существует два основных типа резисторов.

  • Линейные резисторы.
  • Нелинейные резисторы.

Какое напряжение может выдержать резистор?

Максимальная мощность, потребляемая микросхемой через резистор (согласно уравнению №2), будет равна 5 * 5 / 10000 = 0.0025 Вт или 2,5 мВт. Это нормально даже для самых крошечных резисторов для поверхностного монтажа. Производители обычно указывают максимальное напряжение для определенного диапазона резисторов, например, 200 В для резистора мощностью 250 мВт.

Влияет ли ток цепи, состоящей из источника питания и резистора, на скорость, с которой резистор может нагревать воду? Если да, то почему?


Автор вопроса: Неизвестно

Ответить

да.2)/р.

Теплота, строго используемая в физике, является просто другим выражением энергии, но применительно к так называемые термодинамические системы. Следовательно, единицами теплоты являются энергии. Температура (какая? часто ошибочно принимается за то же самое, что и теплота) является мерой теплоты или энергии, содержащейся в вещество, например вода. Чем больше тепла или термодинамической энергии содержится в веществе, чем выше его температура, и наоборот.2 R, рассеиваемая резистором. резистор.Поскольку мощность — это временная скорость потока энергии (единицы мощности — это энергия на единицу время), чем больше мощность, рассеиваемая резистором, тем быстрее энергия рассеивается на резисторе. резистор.

Если резистор погружен в объем воды, энергия, рассеиваемая резистором, поглощается водой (без учета незначительного количества энергии, излучаемой непосредственно в космос и т. д.). Это теплосодержание воды увеличивается на количество энергии, рассеиваемой резистором.С температура является мерой теплосодержания, температура воды обязательно будет повышаться. Таким образом, чем больше ток через резистор, тем быстрее будет возрастать сопротивление. температура воды. Эквивалентно, вода будет «нагреваться» быстрее.
Отвечает: Уоррен Дэвис, доктор философии, президент Davis Associates, Inc., Ньютон, Массачусетс, США

Какой резистор рассеивает большую мощность?

Резисторы являются важным компонентом и могут быть найдены почти в каждой электрической и электронной схеме (если не во всех).

Резистор может выполнять множество функций в цепи, но его основное назначение — ограничение тока.

Однако при ограничении тока мощность рассеивается в виде тепла.

Какой резистор рассеивает большую мощность? Величина мощности резистора зависит от многих факторов, но резистор меньшего размера будет рассеивать больше мощности из-за меньшей площади поверхности и более высокого тока, протекающего через него.

При этом необходимо учитывать и другие соображения, которые сводятся к закону Ома, материалу, из которого изготовлен резистор, и площади поверхности резистора.

Я расскажу об этом ниже.

Почему резисторы рассеивают мощность

Для начала давайте разберемся, почему резисторы на самом деле рассеивают мощность.

Не вдаваясь в подробности, вы, возможно, знаете о первом законе термодинамики, также известном как закон сохранения энергии, который гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена.

Его можно либо перенести, либо изменить из одной формы в другую.

Например, солнце преобразует ядерную энергию в тепло и свет.

Когда ток протекает через резистор, его замедление или ограничение вызывает передачу энергии. Передача энергии в этом случае происходит от кинетической (вибрации атомов или заряда) к теплу.

Замедление молекул во многом зависит от материала, из которого изготовлен резистор, который имеет тенденцию быть проводником (поскольку через него также должен протекать ток)

Все проводники имеют некоторую форму «сопротивления».

Следовательно, резистор рассеивает мощность в виде тепла.

Что определяет, какой резистор рассеивает большую мощность?

Теперь, когда мы знаем, почему резистор рассеивает мощность, мы можем посмотреть, какие факторы определяют, какой из резисторов будет рассеивать наибольшую мощность.

Первый важный фактор, определяющий, сколько мощности будет рассеивать резистор, сводится к закону Ома.

Закон Ома — это закон, который гласит, что ток в проводнике (между двумя точками) пропорционален напряжению между этими двумя точками.Это видно из приведенной ниже формулы.

Эта основная формула используется при проектировании и диагностике цепей.

Позволяет рассчитать напряжение, ток и сопротивление цепи или отдельного компонента цепи.

Еще одна формула, которая важна для нас при определении мощности, рассеиваемой резистором, показана ниже.

Существует множество способов расчета рассеиваемой мощности, но наиболее распространены два из них с использованием напряжения, тока и сопротивления.

Далее давайте посмотрим, как можно рассчитать мощность, рассеиваемую резистором, используя эти формулы, которые дадут представление о том, какой тип резистора рассеивает больше мощности.

Как рассчитать мощность, рассеиваемую резистором

Давайте рассмотрим пример расчета мощности, рассеиваемой резистором в простой цепи.

Ниже представлена ​​простая схема с источником напряжения и резистором.

Хорошей новостью является то, что знание того, как рассчитать рассеиваемую мощность в этом простом типе схемы, применимо к любой схеме, независимо от ее сложности.

Итак, мы найдем, сколько мощности рассеивает резистор в этой цепи, используя две формулы, которые мы видели ранее: V= IR и P = V 2 /R.

Ниже приведен список шагов, необходимых для определения рассеиваемой мощности резистора R1 в приведенной выше цепи:

  1. Найдите полный ток в цепи
  2. Найдите напряжение на резисторе, используя значение тока представляет собой последовательную цепь, ток во всей цепи одинаков)
  3. После того, как будет найдено напряжение на резисторе, используйте это напряжение и значение резистора R1, чтобы найти мощность, рассеиваемую резистором.
ШАГ 1:

Сначала нам нужно найти полный ток в цепи. Это требует от нас использования уравнения V=IR.

Поскольку мы знаем значения V и R, мы можем изменить формулу так, чтобы сделать I субъектом, что дает нам следующую формулу: I = V/R 1 .

Итак, подставив значения в формулу I = 5/10, мы получим ток 0,5 ампер.

ШАГ 2:

Теперь, когда у нас есть общий ток в цепи (поскольку это последовательная цепь, где ток одинаков по всей цепи), мы можем рассчитать напряжение на резисторе.

Вернемся к формуле V = IR.

В этом случае значение R в формуле будет значением резистора, напряжение на котором мы пытаемся найти, которое в этом примере составляет 10 Ом.

Итак, используя только что рассчитанный ток и значение резистора R 1 в формуле V = 0,5 x 10, мы получаем значение напряжения 5 вольт.

Это говорит нам о падении напряжения на резисторе R 1 на 5 вольт.

ШАГ 3:

Последний и последний шаг требует от нас использования формулы P = V 2 / R.

В в этом уравнении — это значение падения напряжения на резисторе R 1 (5 вольт), а R — значение R 1 (10 Ом).

Подставляя эти значения в уравнение P = 5 2 / 10, мы получаем значение P 2,5 Вт .

Это значение мощности, рассеиваемой резистором в рассматриваемой цепи.

Почему меньший резистор рассеивает больше мощности

Из приведенного выше примера мы видели, что резистор 10 Ом рассеивает 2.5 ватт мощности.

Что, если мы уменьшим сопротивление резистора с 10 до 5 Ом, сохранив при этом значение напряжения прежним?

Что происходит с мощностью, рассеиваемой на резисторе?

Значение мощности теперь увеличивается с 2,5 Вт до 5 Вт.

Это происходит из-за обратно пропорциональной зависимости между R и P в уравнении P = V 2 / R.

Увеличение R приведет к уменьшению P, а уменьшение R приведет к увеличению P.

Кроме того, еще одна причина, по которой меньший резистор будет рассеивать больше энергии, связана с площадью его поверхности.

Резистор меньшего размера или меньшего номинала имеет меньшее проникновение магнитного поля, что приводит к увеличению тока на меньшей площади поверхности.

В связи с этим происходит большее рассеивание мощности в виде потерь тепла.

Рассеивают ли резисторы большей мощности больше, чем резисторы меньшего размера?

Как мы видели в приведенных выше примерах, меньший резистор будет рассеивать больше мощности из-за закона Ома, а также из-за его физических размеров.

Но почему для более мощных приложений используются резисторы большего размера? Означает ли это, что они рассеивают больше энергии?

Основная причина, по которой резистор большего размера используется в приложениях с большей мощностью, заключается в его способности выдерживать такие высокие уровни мощности.

Это зависит от размера и материала. Они специально разработаны для приложений с высокой мощностью.

Большой резистор, в отличие от маленького резистора, имеет большую площадь поверхности, что дает ему возможность рассеивать тепло и, следовательно, лучше питать.

Вот почему вы должны использовать более крупный резистор в приложениях с высокой мощностью, потому что они могут более эффективно рассеивать эту мощность.

Все ли резисторы рассеивают одинаковую мощность?

Простой ответ — нет.

Все резисторы рассеивают разную мощность.

Как вы уже говорили ранее, это сводится к значению сопротивления, на которое в значительной степени влияет материал, из которого он сделан, а также его размер.

Все резисторы имеют собственную номинальную мощность, которая указана на упаковке резистора, в разделе технических характеристик на сайте или в паспорте.

Номинальная мощность резистора

Итак, каждый резистор рассеивает разное количество энергии.

К счастью для нас, это значение дано нам.

Он известен как резистор Номинальная мощность или Номинальная мощность .

Каждый резистор имеет максимальную номинальную мощность, которая зависит от его физического размера. Чем больше площадь поверхности, тем лучше ее способность рассеивать мощность в виде тепла.

Этот рейтинг определен для температуры окружающей среды 70 градусов Цельсия (158 градусов по Фаренгейту) и выше.

Превышение максимальной мощности резистора приведет к его повреждению.

Хотя резисторы имеют цветовую маркировку, указывающую значение сопротивления и допуск, эта цветовая маркировка не указывает на номинальную мощность резистора.

Вы найдете номинальную мощность на упаковке, в которой поставляется резистор. Или, при покупке через Интернет, в разделе технических характеристик резистора должна быть указана номинальная мощность.

Резистор рассеивает больше мощности последовательно или параллельно?

Возможно, вы знаете, что существует два типа схем, в которых может использоваться резистор; Серийный или Параллельный (или их комбинация).

В конфигурации серии ток постоянен во всей цепи, тогда как в параллельной конфигурации постоянно напряжение.

Итак, резистор рассеивает больше мощности последовательно или параллельно?

Конфигурация резистора не имеет значения, когда речь идет о рассеиваемой мощности.

Это сводится к напряжению и току, которым подвергается резистор в любой конфигурации.

Хорошая новость заключается в том, что закон Ома и формулу мощности можно использовать в обеих конфигурациях для расчета мощности, которую будет рассеивать резистор, а затем вы сможете выбрать резистор с соответствующей номинальной мощностью.

Влияет ли материал, из которого изготовлен резистор, на мощность, которую он рассеивает?

Материал является одним из факторов, определяющих мощность, которую рассеивает резистор.

Существует три типичных типа резисторов; Wirewound, Metal Film, и Carbon.

Резисторы с проволочной обмоткой используются для резисторов большей мощности с более высокой номинальной мощностью, тогда как металлопленочные и угольные резисторы используются для приложений с меньшей мощностью.

Независимо от типа материала закон Ома все равно применяется, когда речь идет о расчете рассеиваемой мощности.

Ниже приведена таблица различных типов используемых материалов и их типичных значений мощности.

7

7

0

7

0

0
Металлическая пленка
Углерод менее 5 Вт
Wirewood до 500 Вт

Важность проверки рассеиваемой мощности резистора?

У каждого резистора есть своя максимальная номинальная мощность.Превышение этого значения приведет к повреждению резистора.

Это может привести к другим проблемам в цепи.

Кроме того, это сэкономит вам время и деньги.

Расчет мощности, которой будет подвергаться резистор, и выбор резистора с правильной максимальной мощностью избавят вас от большого стресса в долгосрочной перспективе.

Как рассчитать тепловыделение для ЧРП

 

При сборке панели с частотно-регулируемыми приводами (ЧРП) легко недооценить их вклад в тепловую нагрузку электрического шкафа.Частично проблема возникает из-за нехватки информации, предоставляемой производителями, которые не всегда публикуют информацию о рассеиваемой мощности или эффективности в брошюрах.

ЧРП

выделяют значительное количество тепла, и если это тепло не отводится за счет охлаждения корпуса, приводы могут перегреться и отключиться, что приведет к простою оборудования. Вот простое руководство по расчету требований к рассеиванию тепла для частотно-регулируемых приводов.

Эффективность привода

Эффективность большинства частотно-регулируемых приводов составляет от 93 до 98 процентов, а оставшаяся часть энергии теряется в виде тепла.Рассеиваемая мощность рассчитывается путем вычитания эффективности из 100 процентов и умножения результата на потребляемую мощность привода. Тепловые потери 95-процентного КПД привода мощностью 100 лошадиных сил можно оценить как 5 процентов от 100 лошадиных сил, что равняется 5 лошадиным силам или 3729 Вт.

Для выполнения этого расчета необходимо получить от поставщика оборудования КПД привода ЧРП при расчетной нагрузке.

Учет прочих убытков

Учитывайте тепловые потери вспомогательного оборудования, такого как реакторы постоянного тока, фазосдвигающие трансформаторы, источники питания и распределительные устройства.Если они не являются незначительными, их потери должны быть добавлены к общей тепловой нагрузке. Потери от трансформатора могут составить еще 4 процента потребляемой мощности.

Опять же, получите эти данные от поставщиков оборудования.

Если привод использует тормозные резисторы и часто останавливается и запускается, следует также учитывать мощность, рассеиваемую тормозным резистором.

Максимальная рабочая температура

Производители приводов указывают максимально допустимую рабочую температуру своих устройств.В некоторых случаях это относительно мало, так как учитывается эффект нагрева силовой электроники на печатных платах внутри приводов. Кроме того, некоторые производители снижают номинальные характеристики своих приводов при температурах выше 104 ºF.

Хорошей инженерной практикой является проектирование охлаждения корпуса для температуры, которая на 20 ºF ниже максимальной температуры оборудования; это продлит срок службы и сведет к минимуму возможность перегрева.

Общая тепловая нагрузка

Тепловая нагрузка корпуса определяется суммированием общего тепловыделения всех элементов оборудования.Кроме того, при расчете необходимо учитывать передачу тепла через стенки ограждения в результате воздействия температуры окружающей среды, местных источников тепла и солнечного излучения. Хотя это можно рассчитать различными способами, наиболее эффективным является использование онлайн-калькулятора тепловой нагрузки для определения общей тепловой нагрузки шкафа и связанной с ней потребности в холодопроизводительности.

Решения для охлаждения

Если температура окружающей среды ниже требуемой температуры корпуса, блок вентиляторов с фильтром может обеспечить достаточную мощность отвода тепла для надлежащего охлаждения корпуса.В качестве альтернативы, если необходимо использовать герметичный корпус, хорошо подойдет решение с теплообменником воздух-воздух.

Однако, если температура окружающего воздуха близка к требуемой температуре корпуса или превышает ее, потребуется кондиционер воздуха в корпусе. Это имеет несколько преимуществ. Во-первых, поскольку корпус должен быть герметичным, никакая пыль, грязь или загрязняющие вещества не могут загрязнить поверхности. Во-вторых, кондиционер осушает воздух, что обеспечивает соблюдение требований к максимальной влажности для приводов с частотно-регулируемым приводом.

Не стоит недооценивать тепловую нагрузку ЧРП

Легко не заметить совокупную тепловую нагрузку частотно-регулируемых приводов. Это может иметь серьезные последствия с точки зрения отключения приводов, плохого управления и простоев оборудования, вызванных высокой температурой. Это также может привести к преждевременному выходу из строя диска. Хотя расчет тепловой нагрузки на корпус прост, влияние внешних воздействий оценить сложнее: если вам нужна помощь в расчете системы охлаждения корпуса, обратитесь к нашим специалистам в Thermal Edge.

0 comments on “Какая тепловая мощность будет выделяться на резисторе: Тепловая мощность на резисторе формула

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.