Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Балаш В.А. -> "Задачи по физике и методы их решения" -> 128

Задачи по физике и методы их решения - Балаш В.А.

Балаш В.А. Задачи по физике и методы их решения — М.:Просвещение, 1974. — 434 c.
Скачать (прямая ссылка): zadachipofizikeimetodiihresheniya1974.djvu
Предыдущая << 1 .. 122 123 124 125 126 127 < 128 > 129 130 131 132 133 134 .. 178 >> Следующая

сопротивление конденсатора.
Если плоский коцденсатор с площадью обкладок S и расстоянием между ними d
заполнен проводящим диэлектриком с проницаемостью е и удельным
сопротивлением р, то емкость и сопротивление конденсатора равны
соответственно:
/т 5 г> QCt
С = е 0ет и /?с = ^.
Эти формулы можно объединить в одну, исключив из них от ношение S / d:
Rc=~- (l)
Зная сопротивление конденсатора, можно найти напряжение Uc на
конденсаторе при подключении его через резистор сопротивлением R к
аккумулятору. Если R включить во внутреннее сопротивление источника, то
напряжение на конденсаторе можно рассматривать как напряжение на зажимах
источника с внутренним сопротивлением R +г и согласно формуле (12.13)
записать:
' <2>
Электрическое поле в конденсаторе считается однородным, поэтому ~
? = (3)
309
Решая уравнения (1) - (3) относительно напряженности по ля, находим:
Е =
Eo?Q §
[eoeQ + (Л + /¦) С] d
Пример 8. Амперметр и вольтметр, подключенные к аккумулятору
последовательно, показывают соответственно А = 0,1 А и t/i == 10 В.
Соединенные параллельно и подключенные к тому же источнику, они
показывают соответственно /2 = 1 А и 10 - 1 В. Определите ток короткого
замыкания.
Решение. В задаче рассматривают два режима работы аккумулятора. Первый,
когда он замкнут двумя приборами, соединенными последовательно, при
втором режиме приборы соединены параллельно. Зная показания приборов,
нужно определить ЭДС % и внутреннее сопротивление г источника, после
чего, разделив одно на другое, найти ток короткого замыкания.
Предположим, что амперметр и вольтметр обладают внутренними
сопротивлениями RA и Rv, тогда при их последовательном соединении
с.аккумулятором, все величины, характеризующие цепь и режим ее работы,
будут связаны между собой формулой закона Ома для полной цепи:
Кроме того, поскольку приборы включены последовательно и ток через
вольтметр равен току через амперметр, их показания будут связаны формулой
закона Ома для участка цепи:
При параллельном соединении приборов показание вольтметра равно
напряжению на зажимах источника, поэтому согласно формуле (12.13)
С другой стороны, учитывая, что напряжение на амперметре равно напряжению
на вольтметре, по закону Ома для участка цепи имеем:
/i
Ra + Rv + r
(1)
(3)
<">
Ток короткого замыкания
Уравнения (1) - (5) содержат пять неизвестных величин: Rv, В, Г И Iк.з.
Проводить вычисления до конца в общем виде в данной задаче
нецелесообразно, так как ответ получится очень громоздким. Поэтому,
прежде чем начинать алгебраические выкладки и исключать из уравнений
неизвестные, следует обратить внимание на то, что формулы (2) и (4)
позволяют сразу же найти сопротивление приборов, и тем самым считать их
известными при решении оставшихся уравнений (1), (3), (5).
Подставляя в уравнения (2) и (4) числовые значения, получим:
Rv - 100 Ом; Ra = 1 Ом. Далее находим:
I (Rv + RaRv + Ra)I>U2. j I ж д
RARvUi(RA + Rv)-U2y кл
Пример 9. В конце зарядки батареи аккумуляторов при силе тока /1 = 3 А
присоединенный к ней вольтметр показывал напряжение U1 - 4,25 В. В начале
разрядки батареи при силе тока h - 4 А тот же вольтметр показывал
напряжение U2 = 3,9 В. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.
Током, проходящим по вольтметру, можно пренебречь.
Решение. При зарядке аккумулятора его положительный полюс соединяется с
положительным полюсом генератора, отрицательный - с отрицательным. ЭДС
генератора больше ЭДС аккумулятора, и ток через батарею идет в
направлении, противоположном направлению тока, который батарея дает при
разрядке.
Если ЭДС батареи §, внутреннее сопротивление г и сила зарядного тока /1,
то вольтметр, подключенный к зажимам батареи, показывает напряжение
?Л = §+ hr (см. формулу 12.15')- (1)
Если эта же батарея подключена после зарядки к такому
резистору, что при силе тока в цепи h вольтметр показывает на ее зажимах
напряжение U2, то
Us=g-I2r. (2)
В отличие от предыдущего случая здесь источник расходует
свою энергию, ток идет в сторону ЭДС, поэтому перед h стоит знак "минус".
Из уравнений (1), (2) с учетом числовых значений сил токов и напряжений
находим ЭДС и внутреннее сопротивление батареи:
g==,JJl±.!?J^L- g = 4,l В-, r==^^-Z_?i; г = 0,05 Ом.
/. 4- /а Л + !¦>
Пример 10. Найдите разность потенциалов между точками А и С, В и D в
схеме, изображенной на рисунке 12.6.
Решение. В задаче дано последовательное соединение чегы рех аккумуляторов
и требуется определить напряжение на учасз
31
S,\2r
2R
Ц1 Зг'
R
ках, содержащих источники ЭДС. Решение задач этого типа основано на
использовании закона Ома для участка цепи, содержащего источники ЭДС. Его
начинают с нахождения общей ЭДС контура и силы тока в нем. Как видно из
чертежа, источник с ЭДС 4§ включен навстречу остальным источникам, у
которых суммарная ЭДС больше 4§. Общая, или, как ее называют,
действующая, ЭДС контура в этом случае равна:
&= g+ 2§+3§-4§=2§, и в цепи в направлении, указанном на чертеже, течет
Предыдущая << 1 .. 122 123 124 125 126 127 < 128 > 129 130 131 132 133 134 .. 178 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed