bannerka.ua

Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение

Законы постоянного тока (Лаб).

Цель: решение задач по определению характеристик постоянного тока.

Студент должен знать и уметь: основные понятия о постоянного тока, закон Ома для участка цепи и полной цепи, сопротивление проводников, виды соединений проводников, Уметь решать задачи по рассматриваемой темы.

Для применения раздела Электрический ток к решению задач необходимо повторить и усвоить следующие понятия: законы Ома для участка цепи и полной цепи, сопротивление, напряжение, э р. с. источники, законы постоянного тока для последовательного и параллельного соединения.

Задача 1. По медному проводу с поперечным сечением 1 мм2 идет ток 1А, при этом температура проволоки 57оС. Учитывая, что электронный газ подчиняется распределения Максвелла, определить средние величины тепловой и направленной скоростей свободных электронов.

Дано: Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение

Анализ и решения. Если электронный газ подчиняется распределения Максвелла, то средняя тепловая скорость Vт =Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение , (1) где k — постоянная Больцмана, Т — абсолютная температура по Кельвину; mе = 9,1Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение г — масса электрона. Произведя расчет, получаем Vт = 1,1Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение .

Направлена скорость Vнапр может быть определена из соотношения: Законы постоянного тока (лаб). Цель: решениеG =Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение . (2)

Здесь g — плотность тока, протекающего по проводу; Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение — концентрация свободных электронов; Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение = 1,6Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение Кл — заряд электрона. Из условия задачи находим плотность тока: g =Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение .

Концентрацию электронов можно оценить из следующих соображений: плотность меди Законы постоянного тока (лаб). Цель: решениеR »9Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение;

Молекулярный вес ее Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение, Следовательно, в 1см3 содержится примерно Законы постоянного тока (лаб). Цель: решениеГрамм-моля. Медь — элемент первой группы, обладает одним валентным электроном, поэтому концентрация свободных электронов Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение — число Авогадро. Подставим полученные значения g,Законы постоянного тока (лаб). Цель: решениеЗаконы постоянного тока (лаб). Цель: решение и Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение в формулу (2) и произведем вычисления: Vнапр = Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение. Полученные результаты наглядно показывают, направленная скорость очень мала по сравнению со средней тепловой. В действительности, электронный газ подчиняется статистике Ферми. Это значит, что энергия свободных электронов дискретная, на каждом энергетическом уровне может находиться одновременно только два электрона и даже при Т = 0оК электроны имеют энергию, при этом максимальная энергия, так называемая энергия Ферми, имеет размер 10ЕВ. Поэтому средняя тепловая скорость, рассчитанная по Ферми, окажется больше расчетной величины (10 эВЗаконы постоянного тока (лаб). Цель: решение эрг, что соответствует «электронной температуре» То = 100000 К.

Задача 2. Оценить отношение концентрации свободных электронов в металлах никель-платина, если электродвижущая сила такой термопары, что соответствует разнице температур спаев в 1о К, равна — 15 Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение Дано: Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение

Определить Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение

Анализ и решения. Размер термо-е. д. с. определяется соотношением Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение (1) где Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение — концентрации электронов в металлах, контактирующих; Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение — разница температур между спаями; Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение — постоянная Больцмана; Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение- заряд электрона. В условии задачи данная электродвижущая сила, возникающая при разности температур Законы постоянного тока (лаб). Цель: решениеТ = 1о. Итак, Законы постоянного тока (лаб). Цель: решениеЗаконы постоянного тока (лаб). Цель: решение откуда Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение То, что концентрация электронов никеля меньше, чем платины, можно было определить сразу за знаком е. р. с. (Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение Получается что, в конкретном случае никель заряжается отрицательно, то есть отдает меньше электронов, чем получает; платина заряжается положительно: отдает электронов больше, чем получает.

Задача 3.

Сила тока в резисторе линейно нарастает за 4 с от 0 до 8А. Сопротивление резистора 10 Ом. Определить количество теплоты, выделившегося в резисторе за первые 3 с.

Дано: Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение R = 10 Ом. Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение

Анализ и решения. Так как сила тока изменяется со временем, то закон Джоуля-Ленца запишем в виде (Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение) (1). Сила тока является функцией от времени, поэтому Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение (2), где Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение — коэффициент пропорциональности, численно равный увеличению тока в единицу времени Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение Итак,Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение (3)

Подставив числовые значения в формулу (3), получим Q = 853 Дж.

Ответ: Q = 853 Дж.

Задача 4. Батарея состоит из 5 последовательно соединенных элементов. Е. р. с. каждого 1,4 В, внутреннее сопротивление каждого 0,3 Ом. При каком токе полезная мощность батареи равна 8Вт? Определить наибольшую полезную мощность батареи.

Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение И =? Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение

Анализ и решения. Полезная мощность батареи Рп = I2R, (1) где R — сопротивление внешней цепи, I — сила тока, протекающего в цепи и определяется по закону Ома Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение: (2) Здесь nEи — э р. с., а nrи — внутреннее сопротивление n последовательно соединенных элементов. Найдем из (1): Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение и подставив это выражение в (2), получим Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение (3) или Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение (4). Преобразуем выражение (4), получим квадратное уравнение относительно I: Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение Решая квадратное уравнение, найдем Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение Подставим числовые значения и получим I1 = 2,66 А;

I2 = 2A. Для того чтобы определить наибольшую полезную мощность батареи, найдем зависимость ее от внешнего сопротивления. Подставим в уравнение (1) выражение (2): Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение (5) Из этой формулы следует, что при постоянных размерах Ei и ri мощность является функцией одной переменной — внешнего сопротивления R. Известно, что эта функция имеет максимум, если Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение или Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение (6) Таким образом, задача сводится к нахождению сопротивления внешней цепи. С решения уравнения (6) следует R = nrи. Подставляя найденные значения R в формулу (5), имеем Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение. Проведя вычисления получим Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение.

Ответ: Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение.

Задача № 5

Два элемента из э р. с. 1,8 В и 1,4 В соединены последовательно и замкнуты на некоторое внешнее сопротивление R. Вольтметр с большим сопротивлением, подсоединенный к клеммам второго элемента, показывает разность потенциалов 0,6 В, при этом «плюс» вольтметра привлечен к положительному полюсу элемента. Рис.12.

Определить показания вольтметра при переключении полюсов второго элемента.

Рис.12, б

Рис.11

+

-

V

R

I2

+

-

V

R

I2

Законы постоянного тока (лаб). Цель: решениеЗаконы постоянного тока (лаб). Цель: решение

Анализ. Показания вольтметров, как известно, равны разности потенциалов между точками присоединения вольтметра. Предостережение, сделанное в условии задачи, показывает, что в первом случае (рис. 12а) потенциал точки 2 больше, чем точки 1. Разность потенциалов j2 — j 1 будет меньше, чем e2, на величину произведения Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение(Здесь Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение — сила тока, Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение — внутреннее сопротивление элементов). При переключении полюсов второго элемента направление тока в цепи не изменится, потому что e1> e2, но теперь ток через второй элемент будет идти от «+» к «-». Это свидетельствует, что в схеме (рис. 12, б) потенциал точки 1 будет больше, чем точки 2, и кулоновское поле будет сильнее постороннего, то есть разность потенциалов j 1 — j 2 будет больше, чем e2 .. Итак, при переключении полюсов второго элемента придется переключить и вольтметр, и показания V2, будут больше величины e2. Разница между показаниями вольтметра и е. р. с. элемента будет равна произведению i2r2 (i2 — сила тока во второй схеме). Поскольку в этом случае элементы включены навстречу друг другу, i2 <i1 и разница между показаниями вольтметра и е. р. с. элемента будет меньше, чем в первом случае.

Розьвязання. Используем обобщенный закон Ома к участку 1e22 в обеих схемах:

Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение j1 — j 2 + e 2 Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение j1 — j2 — e2. (1)

Согласно сказанному выше в первом случае j 1 — j2 = — U1

Во втором случае j 1 — j2 = U2 (2) Проводим соответствующую подстановку и возьмем отношение уравнений (1), то получим

Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение (3)

Отношение токов найдем по закону Ома для полной цепи:

На схеме а) Законы постоянного тока (лаб). Цель: решениеЗаконы постоянного тока (лаб). Цель: решениеЗаконы постоянного тока (лаб). Цель: решение= E1 + e2

На схеме б) i2Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение = E1 — e2 (4)

Где Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение- суммарное сопротивление всему кругу, одинаков в обеих схемах. Разделив уравнение (4) одно на другое, найдем

Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение. (5)

Подставив равенство (5) в соотношение (3) и проведя расчет, определим Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение U2 = 1,5 В.

Задача 6. Батарея состоит из 5 последовательно соединенных элементов. Е. р. с. каждого 1,4 В, внутреннее сопротивление каждого 0,3 Ом. При каком токе полезная мощность батареи равна 8Вт? Определить наибольшую полезную мощность батареи.

Анализ и решения. Полезная мощность батареи Рп = I2R, (1) где R — сопротивление внешней цепи, I — сила тока, протекающего в цепи и определяется по закону Ома

Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение: (2)

Здесь nEи — э р. с., а nrи — внутреннее сопротивление n последовательно соединенных элементов. Найдем из (1): Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение и подставив это выражение в (2), получим

Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение (3) или Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение (4).

Преобразуем выражение (4), получим квадратное уравнение относительно I:

Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение

Решая квадратное уравнение, найдем Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение

Подставим числовые значения и получим I1 = 2,66 А; I2 = 2A.

Для того чтобы определить наибольшую полезную мощность батареи, найдем зависимость ее от внешнего сопротивления. Подставим в уравнение (1) выражение (2):

Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение (5)

Из этой формулы следует, что при постоянных размерах Ei и ri мощность является функцией одной переменной — внешнего сопротивления R. Известно, что эта функция имеет максимум, если Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение или Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение(6)

Таким образом, задача сводится к нахождению сопротивления внешней цепи.

С решения уравнения (6) следует R = nrи. Подставляя найденные значения R в формулу (5), имеем Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение.

Проведя вычисления получим Законы постоянного тока (лаб). Цель: решение.

  • Реологические свойства продукт
  • Технологические дефекты первичной переработке мяса
  • Применение ферментов в пищевых технологиях
  • Водно дисперсная система организма
  • Термины, характеризующие твердую консистенцию продуктов
  • Определение клейковины в муке
  • Клиент для комментариев WordPress

Реферати :

Tagged with: , , , , ,
Posted in Физика

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Перечень предметов
  1. Бухучет в ресторанном хозяйстве
  2. Введение в специальность 4к.2с
  3. Высшая математика 3к.1с
  4. Делопроизводство
  5. Информационные технологии в области
  6. Информационные технологии в системах качества стандартизаціісертифікаціі
  7. История украинской культуры
  8. Математические модели в расчетах на эвм
  9. Методы контроля пищевых производств
  10. Микробиология молока и молочных продуктов 3к.1с
  11. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами
  12. Научно-практические основы технологии молока и молочных продуктов
  13. Научно-практические основы технологии мяса и мясных продуктов
  14. Общая технология пищевых производств 4к.2с
  15. Общие технологии пищевых производств
  16. Организация обслуживания в предприятиях ресторанного хозяйства
  17. Основы научных исследований и техничнои творчества
  18. Основы охраны труда
  19. Основы пидприемницькои деятельности и агробизнеса
  20. Основы физиологии и гигиены питания 3к.1с
  21. Пищевые и диетические добавки
  22. Политология
  23. Получения доброкачественного молока 3к.1с
  24. Прикладная механика
  25. Прикладная механика 4к.2с
  26. Теоретические основы технологии пищевых производств
  27. Технологический семинар
  28. Технологическое оборудование для молочной промышленности
  29. Технологическое оборудование для мьяснои промышленности
  30. Технология продукции предприятий ресторанного хозяйства
  31. Технология хранения консервирования и переработки молока
  32. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
  33. Технохимическому контроль
  34. Управление качеством продукции ресторанного хозяйства
  35. Физика
  36. Физическое воспитание 3к.1с
Возможно Вы искали: