ҚМЖ. 11 есеп.жарат.Закирова (1). 1. Шарик совершает гармонические колебания с амплитудой 0,1 м. В начальный момент времени он находится в положении равновесия. Определите смещение шарика от положения равновесия в момент вре мени, равный t T12 (периода)
 Скачать 4.83 Mb.
|
|
4. Катушка индуктивностью L = 0,02 Гн присоединена к источнику перемен- ного напряжения частотой n = 50 Гц. Действующее значение напряжения U = 100 B. Определите зависимость мгновенного значения силы тока от времени и сдвиг фаз между током и напряжением. Активным сопро- тивлением катушки пренебречь. Rl=w*L=2*pi*v*L=6,28*60*35*10^-3=13,2 Ом 5. В цепь переменного тока с частотой 100 Гц подключают конденсатор емкостью 10 мкФ, затем вместо конденсатора подключают катушку индуктивности. Чему равна индуктивность катушки, если индуктивное и емкостное сопротивления цепи равны? в цепь переменного тока с частотой 100 гц включен конденсатор емкостью 5 мкФ катушку с какой индуктивностью надо включить в эту цепь чтобы осуществился резонанс Дано: v=100Гц C=5мкФ=5*10^6 Ф L-?  Упр 7 Неразветвленная часть цепи переменного тока состоит из активного, индуктивного и емкостного сопротивлений, значения которых соответственно равны: R = 3 Ом, X L = 6 Ом, X C = 2 Ом. Определите полное сопротивление цепи.  3*. Постройте векторную диаграмму для участка цепи, изображенного на рисунке 51. Запишите закон Ома, определите полное сопротивление. 4. К генератору переменного тока с частотой 100 Гц подключены катушка индуктивностью 0,5 Гн, конденсатор емкостью 4 мкФ и резистор сопротивлением 54 Ом. Амплитуда силы тока в цепи 0,5 А. Определите амплитуду напряжения на генераторе. Ответ округлите до целого числа.   Упр 8 1. В сеть переменного тока включен чайник с сопротивлением R = 40 Ом. Определите мощность и количество теплоты, выделившееся за t = 3 мин, если амплитуда напряжения в сети равна U m = 311 В. Похожи задача   3*. Последовательно соединенные элементы R, L, C подключены к источнику переменного напряжения U = U m cos w t, где U m = 179 В. Сила тока в цепи максимальна при частоте n =10 êÃö 10 кГц. а) Проанализируйте на основе закона Ома, при каком условии сила тока в цепи принимает максимальное значение. б) Определите индуктивность цепи при С = 0,05 мкФ. в) Постройте векторную диаграмму напряжений и тока, определите коэффициент мощности. г) Определите мощность, выделяющуюся на активном сопротивлении R = 50 Ом. Z=sqrt(R^2+(wL-1/wC)^2), w-частота, I=U/Z 4. Цепь, состоящую из последовательно соединенных резистора с активным сопротивлением 10 Ом и катушки индуктивности с некоторым активным сопротивлением, подключили к сети с действующим напряжением 220 В. Определите тепловую мощность, выделяемую в катушке, если действу- ющие напряжения на резисторе и катушке индуктивности соответственно равны 50 В и 160 В.    Упр9 1. Конденсатор и катушка соединены последовательно. Емкостное сопро- тивление равно X С = 5000 Ом. Какой индуктивности подключена в сеть катушка, если резонанс напряжений наступает при n = 20 кГц? Дано: СИ Xc = 5 кОм 5*10³ Ом f = 20 КГц 20*10³ Ом ___________ L - ? При резонансе: XL = Xc 2π*f*L = Xc L = Xc / (2π*f) = 5*10³ / (6,28*20*10³) = 5 / (6,28*20) ≈ 0,04 Гн 2. Реостат с активным сопротивлением R = 100 Ом, катушка с индуктив- ностью L = 5 мГн и конденсатор емкостью С = 0,05 мкФ соединены последовательно. Вычислите резонансную частоту, максимальные зна- чения напряжения на конденсаторе и катушке при резонансной частоте. Действующее значение напряжения, приложенного к цепи, U = 10 В. катушка с активным сопротивлением R=50 Ом и индуктивностью L=5 мГн соединена с конденсатором емкостью С= 0,4 мкФ и подключена к источнику переменного тока с частотой f=4000 Гц и действующим значением напряжения Uвх=300 В Определить действующее значение тока,полное сопротивление цепи,коэффициент мощности( ұқсас есеп)  3. Катушка с активным сопротивлением R = 2 Ом и индуктивностью L = 75 мГн включена последовательно с конденсатором переменной емкости в сеть с действующим напряжением U = 50 В и частотой n = 50 Гц. Определите емкость конденсатора C при резонансе напряжений и значения напряжений на катушке U L и конденсаторе U C в этот момент. Если сопротивление 2Ом и индуктивностью 75 мГн , то можно сказать то что: w=2pi*f Вот условие резонанса : Lw=1/Cw C=1/Lw^2=1/(L*(2*pi*f)^2)=1/(0,075*(2*pi*50)^2)= 0,000135Ф = 135 мкФ 4*. Электрическая цепь состоит из последовательно соединенных рези- стора, сопротивление которого R = 10 Ом, катушки с индуктивностью L = 100 мкГн и конденсатора с емкостью С = 100 пФ. Определите резо- нансную частоту и добротность цепи. Чему равны сила тока I, мощность тока P, напряжения на индуктивной катушке U L и конденсаторе U C при резонансе, если общее напряжение цепи U = 1 В - L dI/dt = IR. Разделив переменные, получим: - L dI/I = R dt. Проинтегрируем обе части: левую от Iнул до 0,001Iнул, а правую - от 0 до t. Получим: - L ln 0,001 = Rt, отсюда t = (3L*ln10)/R = 0,69 с. упр 10 1. Вторичная обмотка трансформатора, имеющая N = 200 витков, пронизы- вается магнитным потоком, изменяющимся со временем по закону Ô t = 0 02 100 , cos p . Напишите формулу, выражающую зависимость ЭДС во вторичной обмотке от времени, и определите действующее значение этой ЭДС. Вторичная обмотка трансформатора, имеющая 99 витков, пронизывается магнитным потоком, изменяющимся со временем по закону Ф = 0,01 sin 100πt. Написать формулу зависимости ЭДС во вторичной обмотке от времени и найти действующее значение этой ЭДС.ұқсас есеп     2. Понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации k = 20 включен в сеть с напряжением U 1 = 220 В. Чему равно напряжение на выходе трансформатора, если сопротивление вторичной обмотки r 2 = 0,1 Ом, а сопротивление нагрузки R 2 = 1 Ом? ұқсас     3. Коэффициент трансформации повышающего трансформатора k = 0,5. Напряжение на нагрузке, включенной в цепь вторичной обмотки, U 2 = 216 В. Сопротивление нагрузки R = 10,8 Ом, сопротивление вторичной обмотки r = 0,2 Ом. Определите напряжение на первичной обмотке, силу тока в ней и КПД трансформатора. Дано: k=0.5 U2=216 B R=10.8 Ом r=0.2 Ом---- Найти U1 ; i1 ; η ток во вторичной обмотке i2=U2/R=216/10.8=20 A э.д.с. вторичной обмотки E2= i2(R+r)=20*(10.8+0.2)=220 B напряжение в первичной обмотке U1=E1=E2*k=220*0.5=110 B ток в первичной обмотке i1=i2*E2 /E1=20*220/110=40 A к п д η= P2/P1 = U2*i2 / (U1*i1)=216*20 /(110*40) *100%= 98% 4*. Нагрузка, потребляющая мощность P = 1 MВт, находится на расстоянии l = 75 км от электростанции. Какой должна быть мощность на входе линии электропередачи, если площадь поперечного сечения медных проводов S = 16 мм 2 ? Удельное сопротивление меди r = 1,7 ∙ 10 −8 Ом ∙ м. Напря- жение на линии 40 кВ, cos j = 0,63. Дано: P=1 МВт; L=75 км; S=16 мм²; U=40 кВ; cosφ=0.63; ρ=0.017 Ом*мм²/м; ______________ Найти: P₀ СИ: Р=10⁶ Вт; L=7.5*10⁴ м; U=40000 В Решение: Прежде всего найдем сопротивлении всей линии (учтем что она содержит два провода):  Ом ВАОткуда, напряжение на конце линии:  Падение напряжения в линии можно выразить следующим образом:  Собирая все вместе, получим уравнение относительно силы тока в линии:   решая это уравнение относительно I, получим I=49.36 А Мощность тепловых потерь в линии:  Вт Вт или 1,39 МВт5*. На какое расстояние можно передать энергию мощностью P = 200 MВт с потерями не более 10 % по медным проводам с площадью поперечного сече ния S = 15 мм 2 ? Линия находится под напряжением U = 350 кВ, cos j = 0,87. Мощность потерь, которая выделяется в виде тепла определяется как P=I^2*R, где R=ro*L/S - сопротивление провода. I=P/Ucos(fi); ОТкуда находим L = 0.1*S*U^2*(cos(fi))^2/P/ro; подставляешь величины и считаешь. Упр 11 По таблице, данной в параграфе, определите долю электроэнергии, полу- ченной из ВИЭ от всей произведенной энергии в Германии, Южной Корее, Мексике, Казахстане. Составьте диаграмму. Упр 12 1. Определите длину механической волны и скорость ее распространения, если расстояние между вторым и четвертым узлами стоячей волны равен 60 см. Период колебаний источника волны 2 с.   2. Изобразите график колебания источника волны, графики бегущей и сто- ячей волн к задаче 1 данного упражнения. Амплитуда колебаний источ- ника волны 5 см. Упр 13 1. Определите минимальную разность хода двух когерентных волн до точек упругой среды, в которых наблюдается максимальное ослабление волн в результате их наложения. Источники волн колеблются синфазно с частотой 0,4 кГц. Скорость распространения волны в данной среде 240 м/с. Два когерентных источника колеблются в одинаковых фазах с частотой ν = 400 Гц. Скорость распространения колебаний в среде v = 1 км/с. Определите, при какой наименьшей разности хода, не равной нулю, будет наблюдаться: 1) максимальное усиление колебаний; 2) максимальное ослабление колебаний.ұқсас есеп  3. Разность фаз двух интерферирующих волн равна p/2. Определите мини- мальную разность хода этих волн, выразив ее в длинах волн. 0.25λ, где λ - длина волны. [λ]=м 4. Минимальная разность хода двух интерферирующих волн равна l/6. Опре- делите разность фаз колебаний источников волны, ответ выразите в ради- анах и градусах. разность хода двух интерферирующих лучей монохроматического света составляет одну четверть 1/4 от длины волны.Определите в градусах разность фаз колебаний дельта фи = 2пи*длина волны/4длина волны=пи/2 упр 14 1. Передатчик, установленный на борту космического корабля «Восток», работал на частоте n = 20 МГц. Определите длину волны, период излуча- емых передатчиком радиоволн и длину передающей антенны. ν=20МГц=2*10⁷Гц Т=1/ν=1/(2*10⁷)=5*10⁻⁸ (с) λ=сТ с - скорость света в вакууме =3*10⁸ м/с λ=3*10⁸ * 5*10⁻⁸ =15 (м) Ответ: 15м; 50нс 2. Сила тока в открытом колебательном контуре зависит от времени по закону I = 0,1cos 6 · 10 5 pt. Определите длину излучаемой волны.    3. Электромагнитные волны в некоторой среде распространяются со скоро- стью 2 · 10 8 м/с. Какую длину волны создают электромагнитные колебания в этой среде, если в вакууме их частота равна 1 МГц? V=f*л л=V/f=2*10^8/1*10^6=200 м 4. Определите, на каком расстоянии от источника излучения плотность потока уменьшится в 100 раз по сравнению с плотностью потока излу- чения на расстоянии 100 м.  5. Плотность энергии электромагнитной волны в определенной точке про- странства в заданный момент времени w = 5,2 мкДж/м 3 . Оцените значение модулей векторов магнитной индукции и напряженности в тот же момент времени и в той же точке. e 0 = 8,85 · 10 –12ф/м |