2.12.1 Източник на трета страна електромагнитно полеи електрически ток в електрическа верига.
☻ Източник на трета страна е такава неразделна част от електрическата верига, без която електричествовъв верига не е възможно. Това разделя електрическата верига на две части, едната от които може да провежда ток, но не го възбужда, а другата „трета страна“ провежда ток и го възбужда. Под действието на ЕМП на източник на трета страна във веригата се възбужда не само електрически ток, но и електромагнитно поле, като и двете са придружени от прехвърляне на енергия от източника към веригата.
2.12.2 Източник на ЕМП и източник на ток.
☻ Източник на трета страна, в зависимост от вътрешното му съпротивление, може да бъде източник на ЕМП 
или източник на ток 
Източник на ЕМП: 
,
не зависи от 
.
Текущ източник: 
,
не зависи от 
.
По този начин всеки източник, който може да издържи стабилно напрежение във веригата, когато токът се променя в него, може да се счита за източник на ЕМП. Това важи и за източници на стабилно напрежение в електрическите мрежи. Очевидно условията 
или 
за реални източници на трети страни трябва да се разглеждат като идеализирани приближения, удобни за анализ и изчисляване на електрически вериги. Така че при 
взаимодействието на източник на трета страна с веригата се определя от прости равенства
,
,
.
Електромагнитно поле в електрическа верига.
☻ Източници на трети страни са или устройства за съхранение на енергия, или генератори на енергия. Предаването на енергия от източници към веригата става само чрез електромагнитното поле, което се възбужда от източника във всички елементи на веригата, независимо от техните технически характеристики и стойност на приложение, както и комбинацията от физични свойства във всеки от тях . Електромагнитното поле е основният фактор, който определя разпределението на енергията на източника върху елементите на веригата и определя физическите процеси в тях, включително електрическия ток.
2.12.4 Съпротивление в DC и AC вериги.
Фиг. 2.12.4
Обобщени схеми на едноверижни вериги на постоянен и променлив ток.
☻ В прости едноверижни DC и AC вериги зависимостта на тока от ЕМП на източника може да се изрази с подобни формули
,
.
Това дава възможност да се представят самите схеми с подобни схеми, както е показано на фиг. 2.12.4.
Важно е да се подчертае, че във верига с променлив ток стойността 
означава липса на активно съпротивление на веригата 
, но импедансът на веригата, който надвишава активното съпротивление поради това, че индуктивните и капацитивните елементи на веригата осигуряват допълнително съпротивление на променливия ток, така че
,
,
.
Реактивни съпротивления 
И 
определя се от честотата на променливия ток 
, индуктивност 
индуктивни елементи (бобини) и капацитет 
капацитивни елементи (кондензатори).
2.12.5 Фазово изместване
☻ Елементите на веригата с реактивно съпротивление предизвикват специално електромагнитно явление във веригата за променлив ток - фазово изместване между EMF и тока
,
,
Където 
- фазово изместване, чиито възможни стойности се определят от уравнението
.
Отсъствието на фазово изместване е възможно в два случая, когато 
или когато във веригата няма капацитивни и индуктивни елементи. Фазовото изместване затруднява извеждането на захранването на източника към електрическата верига.
2.12.6 Енергията на електромагнитното поле в елементите на веригата.
☻ Енергията на електромагнитното поле във всеки елемент на веригата се състои от енергията на електрическото поле и енергията на магнитното поле
.
Верижен елемент обаче може да бъде проектиран по такъв начин, че за него един от членовете на тази сума да бъде доминиращ, а другият - несъществен. Така че при характерни честоти на променлив ток в кондензатора 
, а в намотката, напротив, 
. Следователно можем да приемем, че кондензаторът е енергийният акумулатор на електрическото поле, а бобината е енергийният акумулатор на магнитното поле и за тях респ.
,
,
където е взето предвид, че за кондензатора 
, и за бобината 
. Две намотки в една верига могат да бъдат индуктивно независими или индуктивно свързани чрез тяхното общо магнитно поле. В последния случай енергията на магнитните полета на намотките се допълва от енергията на тяхното магнитно взаимодействие
,
,
.
Коефициент на взаимна индукция 
зависи от степента на индуктивно свързване между намотките, по-специално от техните относителна позиция. Тогава индуктивното свързване може да е незначително или да липсва напълно 
.
Характерен елемент на електрическата верига е резистор със съпротивление 
. За него енергията на електромагнитното поле 
, защото 
. Тъй като енергията на електрическото поле в резистора 
преживява необратимо преобразуване в топлинна енергия, след това за резистора
,
къде е количеството топлина 
съответства на закона на Джаул-Ленц.
Специален елемент на електрическата верига е нейният електромеханичен елемент, способен да извършва механична работа, когато през него преминава електрически ток. Електрическият ток в такъв елемент възбужда сила или момент на сила, под действието на които линейни или ъглови преместваниясамият елемент или неговите части една спрямо друга. Тези механични явления, свързани с електрическия ток, са придружени от трансформирането на енергията на електромагнитното поле в елемента в неговата механична енергия, така че
къде е работата 
изразено според неговата механична дефиниция.
2.12.7 Законът за запазване и трансформиране на енергията в електрическа верига.
☻ Източник на трета страна е не само източник на ЕМП, но и източник на енергия в електрическа верига. По време на 
от източника във веригата влиза енергия, равна на работата на ЕМП на източника
Където 
- мощността на източника или, което също е, интензивността на доставката на енергия от източника към веригата. Източникът на енергия се преобразува във вериги в други видове енергия. Така че в една верига 
с механичен елемент, работата на източника е придружена от промяна на енергията на електромагнитното поле във всички елементи на веригата в пълно съответствие с енергийния баланс
Това уравнение за разглежданата верига изразява законите за запазване на енергията. От нея следва
.
След подходящи замествания уравнението на баланса на мощността може да бъде представено като
.
Това уравнение в обобщена форма изразява закона за запазване на енергията в електрическа верига въз основа на концепцията за мощност.
закон
Кирхоф
☻ След диференциране и намаляване на тока, законът на Кирхоф следва от представения закон за запазване на енергията
където в затворена верига изброените напрежения върху елементите на веригата означават
,
,
,
,
.
2.12.9 Приложение на закона за запазване на енергията за изчисляване на електрическата верига.
☻ Дадените уравнения на закона за запазване на енергията и закона на Кирхоф се отнасят само за квазистационарни токове, при които веригата не е източник на излъчване на електромагнитно поле. Уравнението на закона за запазване на енергията позволява в проста и визуална форма да се анализира работата на множество едноверижни електрически вериги, както AC, така и DC.
Задаване на константи 
равно на нула поотделно или в комбинация, можете да изчислите различни опции за електрически вериги, включително кога 
И 
. Някои опции за изчисляване на такива вериги са разгледани по-долу.
2.12.10 Верига 
при 
☻ Едноверижна верига, в която чрез резистор 
кондензаторът се зарежда от източник с постоянна емф ( 
). Приема се: 
,
,
, и 
при 
. При такива условия законът за запазване на енергията за дадена верига може да бъде написан в следните еквивалентни версии
,
,
.
От решението на последното уравнение следва:
,
.
2.12.11 Верига 
при 
☻ Едноверижна верига, в която източник на постоянен ЕМП ( 
) е затворен за елементите 
И 
. Приема се: 
,
,
, и 
при 
. При такива условия законът за запазване на енергията за дадена верига може да бъде представен в следните еквивалентни версии
,
,
.
От решението на последното уравнение следва
.
2.12.12 Верига 
при 
И 
☻ Едноверижна верига без източник на ЕМП и без резистор, в която зареден кондензатор 
затваря на индуктивен елемент 
. Приема се: 
,
,
,
,
, както и при 
И 
. При такива условия законът за запазване на енергията за дадена верига, като се вземе предвид фактът, че 
,
,
.
Последното уравнение съответства на свободни незатихващи трептения. Това следва от неговото решение
,
,
,
,
.
Тази верига е осцилаторна верига.
2.12.13 ВеригаRLCпри
☻ Едноверижна верига без източник на ЕМП, в която има зареден кондензатор СЪСзатваря елементите на веригата R и L. Прието: 
,
, както и при 
И 
. При такива условия законът за запазване на енергията за дадена верига е законен, като се вземе предвид фактът, че 
, може да се запише по следния начин
,
,
.
Последното уравнение съответства на свободни затихнали трептения. Това следва от неговото решение
,
,
,
,
.
Тази верига е осцилаторна верига с дисипативен елемент - резистор, поради което общата енергия на електромагнитното поле намалява по време на трептения.
2.12.14 ВеригаRLCпри 
☻ Единична верига RCLе колебателен кръг с дисипативен елемент. Във веригата действа променлива емф
и възбужда в него принудени трептения, включително резонанс.
Приема се: 
. При тези условия законът за запазване на енергията може да бъде написан в няколко еквивалентни версии.
,
,
,
От решението на последното уравнение следва, че колебанията на тока във веригата са принудени и възникват с честотата на ефективния ЕМП
, но с фазово изместване по отношение на него, така че
,
Където 
е фазовото отместване, чиято стойност се определя от уравнението
.
Мощността, подадена към веригата от източника, е променлива
Средната стойност на тази мощност за един период на трептене се определя от израза
.
Фиг. 2.12.14
Резонанс на зависимостта
По този начин изходната мощност от източника към веригата се определя от фазовото изместване. Очевидно при липсата му посочената мощност става максимална и това съответства на резонанс във веригата. Това се постига, защото съпротивлението на веригата при липса на фазово изместване приема минимална стойност, равна само на активното съпротивление.
.
От това следва, че условията са изпълнени при резонанс.
,
,
,
Където 
е резонансната честота.
При принудителни колебания на тока неговата амплитуда зависи от честотата
.
Резонансната стойност на амплитудата се постига при липса на фазово изместване, когато 
И 
. Тогава
,
На фиг. 2.12.14 показва резонансната крива 
при принудителни вибрациив RLC веригата.
2.12.15 Механична енергия в електрически вериги
☻ Механичната енергия се възбужда от специални електромеханични елементи на веригата, които при преминаване на електрически ток през тях извършват механична работа. Това могат да бъдат електродвигатели, електромагнитни вибратори и др. Електрическият ток в тези елементи възбужда сили или моменти на сили, под действието на които възникват линейни, ъглови или осцилаторни движения, докато електромеханичният елемент става носител на механична енергия
Възможностите за техническо изпълнение на електромеханичните елементи са почти неограничени. Но така или иначе се случва същото. физическо явление– преобразуване на енергията на електромагнитното поле в механична енергия
.
Важно е да се подчертае, че тази трансформация се извършва в условията на електрическа верига и при безусловно изпълнение на закона за запазване на енергията. Трябва да се отбележи, че електромеханичният елемент на веригата, за всяка цел и технически дизайн, е хранилище на енергия на електромагнитното поле 
. Той се натрупва върху вътрешните капацитивни или индуктивни части на електромеханичния елемент, между които се възбужда механично взаимодействие. В този случай механичната мощност на електромеханичния елемент на веригата не се определя от енергията 
, и времевата производна от него, т.е. интензивността на промяната му Рвътре в самия елемент
.
По този начин, в случай на проста верига, когато източник на ЕМП от трета страна е затворен само за електромеханичен елемент, законът за запазване на енергията е представен като
,
,
където се вземат предвид неизбежните необратими загуби на топлинна мощност от източника на трета страна. В случай на по-сложна верига, в която има допълнителни устройства за съхранение на енергия на електромагнитното поле У , законът за запазване на енергията е написан като
.
Като се има предвид това 
И 
, последното уравнение може да бъде записано като
.
В проста верига 
и тогава
.
По-стриктният подход изисква отчитане на процесите на триене, които допълнително намаляват полезната механична мощност на елемента на електромеханичната верига.
Андрей Владимирович Гаврилов, доцент, НГАВТ
Законът за запазване на енергията в електричеството .............................................. ..... 4
Основни закони и формули................................................................................................................................................ 4
Примери за решаване на проблеми............................................................................................................................................................ 8
Задачи за независимо решение ..................................................................................................................... 10
Галина Степановна Лукина, главен методолог на KhKZPMSH
Физика и дива природа ............................................. ............... ................................. .............. 16
1. Задачи за самостоятелно изпълнение...................................................................................................... 16
2. Задачи-въпроси....................................................................................................................................................................... 17
3. Наблюдения................................................................................................................................................................................ 21
4. Задачи за самостоятелно решаване................................................................................................................ 22
5. Приложение................................................................................................................................................................................ 26
Аркадий Федорович Немцев отдел HKTsRTDYU
ТОПЛИННИ ПРОЦЕСИ ОКОЛО НАС.................................................. .................... .............................. ... 38
ТОПЛИНЕН КАПАЦИТЕТ............................................................................................................................................................................ 38
Топене. Изпарение............................................................................................................................................................... 38
Специфична топлинна стойност на горивото........................................................................................................................... 39
ЗАДАЧИ............................................................................................................................................................................................... 41
Физически задачи от литературни произведения............................................................................................ 43
, асистентNGAVT
Законът за запазване на енергията в електричеството
Основни закони и формули
Ако в проводяща среда (проводник) се създаде електрическо поле, тогава в него възниква подредено движение електрически заряди- електричество
Когато електрически ток преминава през хомогенен проводник, се отделя топлина, наречена Джаулова топлина. Количеството отделена топлина се определя от закона на Джаул-Ленц:
Тази форма на закона е приложима само за постоянен ток, тоест за такъв ток, чиято величина не се променя с течение на времето.
Количеството топлина, отделена в проводника за единица време, се нарича топлинна мощност на тока
.
Трябва да се отбележи, че по време на преминаването на електрически ток топлината може не само да се отделя, но и да се абсорбира, което се наблюдава, когато токът преминава през кръстовище на различни метали. Това явление се нарича ефект на Пелтие. Топлината, погълната или освободена по време на ефекта на Пелтие, е излишък над топлината на Джаул и се определя от израза
.
Където P12 е коефициентът на Пелтие. За разлика от джаулова топлина, пропорционална на квадрататок и винаги отделена в проводника, топлината на Пелтие е пропорционална на първата степен на тока, а нейният знак зависи от посоката на тока през съединението на металите.
Работата на тока се превръща изцяло в топлина само при неподвижни метални проводници. Ако токът извършва механична работа (например в случай на електродвигател), тогава работата на тока се превръща в топлина само частично.
За фактът чеЗа да може електрическият ток да протича през проводника достатъчно дълго време, е необходимо да се вземат мерки за поддържане на електрическото поле в проводника. Електростатично поле, тоест поле от стационарни електрически заряди, не е в състояние да поддържа ток за дълго време. В резултат на действието на кулоновите сили в проводника възниква такова преразпределение на свободните носители на заряд, при което полето вътре в него става нула. Така че, ако проводник се въведе в електростатично поле, тогава движението на възникналите в него заряди спира много бързо и потенциалът на полето във всяка точка на проводника става същият.
Работата на силите на Кулон върху движението на заряда се определя от израза:
Акули = q (φ1 - φ2).
Ако зарядът се движи в електростатично поле по затворен път, тогава работата на силите на Кулон в този случай е нула.
За да може електрически ток да тече в електрическа верига за дълго време, е необходимо веригата да съдържа участък, върху който освен силите на Кулон да действат сили върху свободни заряди, чиято природа е различна от кулоновите - външни сили. Силите на трети страни действат върху заряди в специални устройства - източници на ток. Така например в химическите източници на ток възникват външни сили в резултат на химична реакция.
Стойността, числено равна на работата на външните сили за преместване на един положителен заряд, се нарича електродвижеща сила (ЕМС)
Химическите източници на ток са в състояние да поддържат ток във веригата за достатъчно дълъг период от време, докато настъпят необратими реакции с химичните съединения, които съставляват техния състав. Така че, ако химически източник на ток е затворен с проводник, тогава стойността на тока ще намалее до нула с времето, тъй като енергията на химичните реакции в източника се изразходва.
Има обратими химически източници на ток - батерии. Такива устройства, когато се разреждат, могат да бъдат възстановени - заредени - тоест, използвайки ток от външен източник, възстановете тяхната работа чрез обръщане на химичните реакции. Батериите съхраняват електрическа енергия, докато се зареждат. Количеството енергия, което една батерия може да съхранява, се определя от нейния капацитет. Капацитетът на батерията се измерва в амперчасове.
Електрически вериги, тоест вериги, в които може да тече електрически ток, съдържат източници на ток, проводници и кондензатори също могат да бъдат част от веригата.
Енергийният баланс в електрическите вериги се определя от закона за запазване и преобразуване на енергията. Нека го запишем в следния вид:
Avnesh = ΔW + Q.
където Avnesh е работата, извършена върху системата от външни сили, ΔW е промяната в енергията на системата, Q е освободеното количество топлина. Предполагаме, че ако Avnesh > 0, тогава външните сили извършват положителна работа върху системата и ако Avnesh< 0, положительную работу совершает сама система, если ΔW>0, тогава енергията на системата се увеличава и ако ΔW< 0, энергия уменьшается, если Q>0, тогава в системата се отделя топлина и ако Q< 0, тепло поглощается системой.
Енергията на системата в общия случай се състои от различни видове енергия - това е енергията електростатично поле, и кинетичната енергия на заредените тела, и потенциалната енергия в гравитационното поле.
Енергията на електростатичното поле може да се определи както по отношение на заряда, така и по отношение на характеристиките на електростатичното поле.
За отделен проводник, т.е. проводник, разположен далеч от други проводници, изразът за енергията на полето е:
.
Съответно, за енергията на зареден кондензатор
.
За разлика от самотния проводник, полето на кондензатора е концентрирано в пространството между неговите пластини. Енергията, съхранявана в кондензатор, може да се определи по формулата:
Където E е силата на полето, а V е обемът на пространството, където е локализирано полето. За плосък кондензатор V=Sd.
Съотношението на енергията на полето към обема, където това поле е концентрирано, се нарича обемна енергийна плътност на електрическото поле
Анализирайки горните формули, може да се види, че промяната в заряда на кондензатора, неговия капацитет или напрежение върху плочите води до промяна в енергията на електрическото поле на кондензатора.
За да промените капацитета на зареден кондензатор, например чрез раздалечаване на неговите плочи, е необходимо да извършите външна механична работа. Това се дължи на факта, че плочите са противоположно заредени и работата се извършва срещу кулоновите сили на привличане на противоположни заряди.
Ако кондензаторът е свързан към източник на ЕМП, тогава освен механична работа, външни сили в източника също извършват работа. Следователно в този случай работата на външните сили може да бъде представена като сума:
Авнеш = Аме + Щъркел.
Когато заряд Δq протича през източника на ЕМП, външните сили, действащи върху зарядите в източника, действат
Щъркел = ∆q ε.
Работата на външните сили може да бъде както положителна, така и отрицателна. Ако източникът се разрежда, тогава Δq > 0 и Aist > 0, ако източникът се зарежда, тогава Δq<0 и Аист < 0.
Така например, ако затворите плочата на кондензатора през съпротивлението, тогава през съпротивлението ще тече електрически ток за известно време и върху съпротивлението ще се освободи джаулова топлина. Трябва да се отбележи, че разрядният ток на кондензатора намалява с времето и формулата за топлинна мощност "href="/text/category/teployenergetika/" rel="bookmark">топлинна енергия .
Въпреки това, ако процесът на разреждане на кондензатора се извършва бавно, тогава няма да се отдели топлина:
.
Ако t е достатъчно голямо (клони към безкрайност), тогава отделеното количество топлина Q може да бъде много малко.
Примери за решаване на проблеми
Задача номер 1. Две метални пластини A и B са на разстояние d = 10 mm една от друга. Между тях има метална пластина С с дебелина h = 2 mm (фиг. 1). Потенциал на плоча A = 50V и плоча B = -60V. Как ще се промени енергията на кондензатора, ако се премахне плоча C. Повърхността на плоча C, успоредна на плочи A и B, е 10 cm2.
Решение.Силата на електрическото поле вътре в проводника е нула, следователно, когато металната плоча се отстрани от полето, в пространството, заето преди това от плочата, се появява електрическо поле, чиято енергия е W. Нека намерим връзката между енергията на полето , неговата сила и обем.
; ; https://pandia.ru/text/78/048/images/image017_47.gif" width="169" height="44 src="> , където V е обемът на плочата. Тъй като типът на диелектрика не е посочено в постановката на проблема, ще приемем, че има въздух или вакуум ε = 1 между плочи A и B.
Като се вземат предвид приети обозначения: 
\u003d 2,68 * 10-7 J.
Задача номер 2. Две пластини на плосък кондензатор с площ S, всяка свързана с проводник, са на разстояние d една от друга (фиг. 1) във външно еднородно електрическо поле, чийто интензитет е . Каква работа трябва да се извърши, за да се приближат плочите бавно една до друга до разстояние d/2?
Решение.Тъй като плочите са затворени една към друга с проводник, потенциалите им са равни, което означава, че напрегнатостта на полето в пространството между плочите е равна на нула. След сближаването на плочите в областта на пространството, защрихована на фиг. 2, ще се появи електрическо поле, чиято енергия е равна на: . Въз основа на закона за запазване на енергията можем да запишем: A=W.
Отговор: https://pandia.ru/text/78/048/images/image022_22.jpg" align="left" width="176 height=117" height="117"> Задача номер 3. Във веригата, показана на фигура 1, намерете количеството топлина, отделено във всеки резистор, когато ключът е затворен. Кондензатор с капацитет C1 се зарежда до напрежениеU1 U2 . РезисториР1 ИР2 .
Решение.За разглежданата система законът за запазване на енергията има формата
0 = ΔW + Q или Q = Wстарт - Wend
Начална енергия на заредени кондензатори https://pandia.ru/text/78/048/images/image024_27.gif" width="87 height=23" height="23">..gif" width="52" height= " 23 src="> защото кондензаторите са свързани паралелно. По този начин
и Q = Wstart - Wend = https://pandia.ru/text/78/048/images/image029_25.gif" width="109" height="24 src=">.gif" width="63 height=47 "height="47">.gif" width="105 height=47" height="47">.jpg" align="left" width="170 height=136" height="136"> Задача номер 4. Три еднакви кондензатора с капацитет C всеки бяха зареденир1
,
р2
Ир3
. След това кондензаторите бяха свързани, както е показано на фигурата. Намерете заряда на всеки кондензатор, след като ключовете са затворени.
Решение.Плочите на свързаните кондензатори са затворена система и за тях е изпълнен законът за запазване на електрическия заряд.
.
Нека мислено начертаем един положителен заряд по веригата от кондензатори, връщайки го в началната точка. Работата на силите на електростатичното поле при преместване на заряда по затворена траектория е равна на нула. Средства
Решавайки уравненията, получаваме изрази за таксите
https://pandia.ru/text/78/048/images/image042_10.jpg" width="396" height="128">
Задача номер 2. точков зарядре на разстояниеЛот безкрайна проводяща равнина. Намерете енергията на взаимодействие на този заряд със зарядите, индуцирани в равнината.
Задача номер 3. Две проводящи полуравнини образуват права линия двустенен ъгъл. точков зарядрразположени на разстояния и https://pandia.ru/text/78/048/images/image046_17.gif" width="13" height="13"> и пуснати без начална скорост. По време на започналите трептения прътът достига хоризонтално положение, след което се движи назад и процесът се повтаря. Намерете заряда на топката. Ускорение свободно паданеравно наж.
Задача номер 8. Намерете обемната енергийна плътност на електрическото поле в близост до безкрайно заредена равнина с повърхностна плътност на заряда 10 nC/m2. Обемната енергийна плътност е енергията на единица обем.
Задача номер 9. Голяма тънка проводима плочаСи дебелинадпоставен в еднородно електрическо поле със сила E. Колко топлина ще се отдели, ако полето се изключи мигновено? Каква е минималната работа, необходима за премахване на табелата от полето?
Задача номер 10. На плочите на плосък кондензатор има заряди +рИ -р. Зона на подплатаС, разстоянието между тяхд0 . Каква работа трябва да се направи, за да се сближат плочитед?
Задача номер 11. Вътре в плосък кондензатор, чиято площ на плочата е 200 cm2 и разстоянието между тях е 1 cm, има стъклена плоча (ε = 5), която напълно запълва празнината между плочите. Как ще се промени енергията на кондензатора, ако тази плоча се премахне? Решете проблема за случая 1) кондензаторът винаги е свързан към източник на ток с напрежение 200 V. 2) кондензаторът първоначално е свързан към същия източник, след това е изключен и едва след това плочата е отстранена .
Задача номер 12. Плосък кондензатор беше напълнен с диелектрик и към плочите беше приложена определена потенциална разлика. Тогава енергията на кондензатора еУ\u003d 2 * 10-5 J. След като кондензаторът беше изключен от източника, диелектрикът беше отстранен от кондензатора. Работата, която трябваше да се извърши за това, е A \u003d 7 * 10-5 J. Намерете диелектричната константа на диелектрика.
Задача номер 13. Стъклена плоча напълно запълва пространството между плочите на плосък кондензатор, чийто капацитет при липса на плоча е 20 nF. Кондензаторът беше свързан към източник на ток с напрежение 100 V. Плочата беше бавно отстранена от кондензатора без триене. Намерете нарастването на енергията на кондензатора и механичната работа срещу електрическите сили, когато пластината е отстранена.
Задача номер 14. Кондензатор с капацитет C носи заряд върху плочитер. Колко топлина ще се отдели в кондензатора, ако се напълни с вещество с диелектрична проницаемост ε?
Задача номер 15. Плосък кондензатор е поставен във външно електрическо поле с интензитет E, перпендикулярно на плочите. На плочи с площСима такси +рИ -р. Разстояние между плочитед. Каква е минималната работа, която трябва да се направи, за да се сменят плочите? Позиция успоредна на полето? Да го извадя от полето?
Задача номер 16. Кондензатор с капацитет C е зареден до напрежениеU. Същият кондензатор е свързан към него. Съпротивлението на оловния проводник еР. Колко топлина се отделя в проводниците?
Задача номер 17. Два еднакви плоски кондензатора с капацитет C всеки са свързани паралелно и са заредени до напрежениеU. Плочите на един от тях бавно се разделят на голямо разстояние. Каква е работата, която се върши?
Задача номер 18. Два кондензатора с капацитет C всеки, заредени до напрежениеUи свързан чрез резистор. Плочите на един кондензатор бързо се раздалечават, така че разстоянието между тях се удвоява и зарядът на плочите не се променя по време на тяхното движение. Колко топлина ще се отдели в резистора?
Задача номер 19. Кондензатор с капацитет C1 = 1 μF се зарежда до напрежение 300 V и се свързва към незареден кондензатор C2 с капацитет 2 μF. Как се промени енергията на системата?
Задача номер 20. Два еднакви плоски кондензатора с капацитет C всеки са свързани към две еднакви батерии с EMF E. В даден момент единият кондензатор се изключва от батерията, а вторият остава включен. След това плочите на двата кондензатора бавно се разделят, намалявайки капацитета на всеки от тяхнведнъж. Каква механична работа се извършва във всеки случай? Обяснете резултата.
Задача номер 21. Във веригата, показана на фигурата, намерете количеството топлина, отделено във всеки резистор, когато ключът е затворен. Кондензатор с капацитет C1 се зарежда до напрежениеU1
, а кондензатор с капацитет C2 - до напрежениеU2
. РезисториР1
ИР2
.
Задача номер 22. Два кондензатора с капацитет C1 и C2 са свързани последователно и са свързани към източник на ток с напрежениеU. След това кондензаторите бяха изключени и свързани паралелно, така че + на единия кондензатор да беше свързан с + на другия. Какъв вид енергия се е освободила?
Задача номер 23. В диаграмата, показана на фиг. , кондензатор с капацитет C, зареден до напрежениеU. Колко енергия ще се съхранява в батерията с EMF ε след затваряне на ключа? Колко топлина ще се отдели в резистора?
Задача номер 24.
Задача номер 25. Колко топлина ще се отдели във веригата, когато ключът K се превключи от позиция 1 в позиция 2?
Задача номер 26. В електрическата верига, чиято диаграма е показана на фигурата, ключът K е затворен. Зареждане на кондензаторар= 2 µC, вътрешно съпротивление на батериятаr\u003d 5 ома, съпротивление на резистора 25 ома. Намерете ЕМП на батерията, ако при отваряне на ключа K на резистора се отделя количество топлинаQ= 20 μJ.
Задача номер 27. В електрическата верига, чиято диаграма е показана на фигурата, ключът K е затворен. EMF на батерията E=24 V, нейното вътрешно съпротивлениеr\u003d 5 Ohm, заряд на кондензатора 2 μC. Когато ключът K се отвори, върху резистора се отделя количество топлина от 20 μJ. Намерете съпротивлението на резистора.
Задача номер 28. Оловен проводник с диаметър 0,3 mm се топи, когато през него премине ток от 1,8 A, а проводник с диаметър 0,6 mm се топи при ток 5 A. При какъв ток ще се получи предпазител, съставен от тези два проводника свързани паралелно прекъсват веригата?
Задача номер 29. Дванадесет еднакви електрически крушки са свързани последователно в гирлянд за коледно дърво. Как ще се промени мощността, консумирана от гирлянда, ако в нея останат само шест електрически крушки?
Задача номер 30. Какъв ток ще тече през захранващите проводници в случай на късо съединение във веригата, ако, когато две електрически печки със съпротивление са включени на свой редР1 = 200 ома иР2 \u003d 500 ома, им се разпределя същата мощност от 200 вата.
Задача номер 31. При преминаване на постоянен електрически ток през секция AB на резистор със съпротивлениеР2
се освобождава топлинна мощностП2
. Каква топлинна мощност се отделя на всеки от резисторите по съпротивленияР1
ИР3
?
Задача номер 32.Завършена работа" href="/text/category/vipolnenie_rabot/" rel="bookmark">завършена работа, на какво разстояние се намира търсеният обект и др.
За да извършите най-простите измервания или изчисления при липса на необходимите инструменти, понякога трябва да прибягвате до "импровизирани инструменти". Такива „импровизирани средства“ могат да бъдат ръцете на нашите ръце, самите ръце. И определянето "на око" на дължината на даден обект или разстоянието до желания обект е възможно чрез сравняване с нашата височина, дължина на стъпката, размер на обувката и т.н.
Упражнение 1 Измерете с помощта на обикновена училищна линийка (или квадратен лист от тетрадка) всички възможни параметри на ръката си, които могат да помогнат при определянето на размера на други предмети:
Дължината на най-късия и най-дългия пръст на ръката,
Максималното отваряне на дланта (разстояние от върха на малкия пръст до върха палецс напълно отворена длан)
Максималното разстояние от върха на показалеца до върха на палеца при напълно отворена длан,
- "лакът" (разстоянието от лакътната става до върха на средния пръст на ръката, лежаща на масата).
Запишете (за памет) получените стойности на лист за измама или в тетрадка. Може да имате нужда от тях повече от веднъж.
Задача 2 (3 точки за задачата като цяло).Използвайки "ръчните" мерки, които току-що получихте, преценете:
Дължината и ширината на плота на вашата учебна маса,
Дължината и ширината на всяка стая,
Размер на рамката за снимки.
Проверете с линийка или сантиметър дали изчислените стойности са правилни.
Задача 3 (1 точка).Знаейки вашия ръст или ръста на някой от присъстващите в стаята, оценете височината на тавана на тази стая в метри чрез сравнение.
Коментирайте.Ако обичате да използвате "импровизирани" измервания, трябва да запомните, че те трябва постоянно да се актуализират.
Задача 4 (1 точка).Изчислете средната си дължина на крачка (в см).
Задача 5 (5 точки за задачата като цяло).
3. Сравнете получените стойности на скоростта със скоростта на движение на познатите ви живи същества.
4. Изчислете кинетичната енергия, която развивате при бягане и при ходене.
Таблица 1. Справочни материали
ориентировъчни стойности максимална скороств животинското царство (в км/ч)
Скорост | Скорост | Насекоми | Скорост | бозайници | Скорост |
||
Куче, вълк | |||||||
Мартин | водно конче | ||||||
Задача 6 (2 точки).В часовете по физическо възпитание в училище един от тестовите типове часове е бягане на определено разстояние (най-често 60 м) за определен период от време. Знаейки дължината на разстоянието и времето, за което бягате това разстояние, преценете средната скорост на бягане при скорост на спринт. Изразете получената средна скорост в km/h.
Във всички явления, случващи се в природата, енергията не възниква и не изчезва. Той само преминава от един вид в друг, като стойността му се запазва.
Закон за запазване на енергията- основният закон на природата, който се състои в това, че за изол физическа системаможе да се въведе скаларна физична величина, която е функция на параметрите на системата и се нарича енергия, която се запазва във времето. Тъй като законът за запазване на енергията не се отнася до конкретни количества и явления, а отразява общ модел, който е приложим навсякъде и винаги, той може да се нарече не закон, а принцип за запазване на енергията.
Закон за запазване на енергията
В електродинамиката законът за запазване на енергията е исторически формулиран под формата на теоремата на Пойнтинг.
Промяната в електромагнитната енергия, съдържаща се в определен обем за определен интервал от време, е равна на потока електромагнитна енергия през повърхността, която ограничава този обем, и количеството топлинна енергия, освободена в този обем, взето с обратен знак.
$ \frac(d)(dt)\int_(V)\omega_(em)dV=-\oint_(\partial V)\vec(S)d\vec(\sigma)-\int_V \vec(j)\ cdot \vec(E)dV $
Електромагнитното поле има енергия, която се разпределя в пространството, заето от полето. Когато характеристиките на полето се променят, разпределението на енергията също се променя. Тя тече от един регион на пространството в друг, може би преминавайки в други форми. Закон за запазване на енергиятаза електромагнитно поле е следствие от уравненията на полето.
Вътре в затворена повърхност С,ограничаване на количеството пространство Vзаето от полето съдържа енергия Уе енергията на електромагнитното поле:
W=Σ(εε 0 E i 2 / 2 +μμ 0 H i 2 / 2)ΔV i .
Ако в този обем има токове, тогава електрическото поле произвежда работа върху движещи се заряди, за единица време, равна на
N=Σ азj̅ i ×E̅ i . ΔV i .
Това е количеството енергия на полето, което преминава в други форми. От уравненията на Максуел следва, че
∆W + N∆t = -∆t∮ СS̅ × n̅. да,
Където ∆Wе промяната в енергията на електромагнитното поле в разглеждания обем с течение на времето Δt,вектор С = E̅ × H̅Наречен векторът на Пойнтинг.
Това закон за запазване на енергията в електродинамиката.
През малка площ ΔAс единичен нормален вектор нза единица време по посока на вектора нтечаща енергия С × н .ΔA,Където С- значение Сочещи векторив рамките на сайта. Сумата от тези количества за всички елементи на затворена повърхност (означена със знака за интеграл), която е от дясната страна на равенството, е енергията, изтичаща от обема, ограничен от повърхността за единица време (ако тази стойност е отрицателна, тогава енергията се влива в обема). Сочещ векторопределя енергийния поток на електромагнитното поле през областта, той е различен от нула навсякъде векторен продуктвектори на електрически и магнитни полета е различен от нула.
Има три основни направления практическо приложениеелектричество: пренос и преобразуване на информация (радио, телевизия, компютри), предаване на импулс и импулс (електродвигатели), преобразуване и пренос на енергия (електрогенератори и електропроводи). Както импулсът, така и енергията се пренасят от полето през празно пространство, наличието на среда води само до загуби. Енергията не се предава по жици! Необходими са проводници с ток, за да се образуват електрически и магнитни полета с такава конфигурация, че енергийният поток, определен от векторите на Пойнтинг във всички точки на пространството, да е насочен от източника на енергия към потребителя. Енергията може да се предава без жици, след това се пренася от електромагнитни вълни. (Вътрешната енергия на Слънцето намалява, отнася се електромагнитни вълни, предимно леки. Част от тази енергия поддържа живота на Земята.)
Закон за запазване на енергията
В механиката законът за запазване на енергията гласи, че в затворена система от частици общата енергия, която е сумата от кинетичната и потенциалната енергия и не зависи от времето, тоест е интеграл на движението. Законът за запазване на енергията е валиден само за затворени системи, тоест при липса на външни полета или взаимодействия.
Силите на взаимодействие между телата, за които е изпълнен законът за запазване на механичната енергия, се наричат консервативни сили. Законът за запазване на механичната енергия не е изпълнен за силите на триене, тъй като при наличието на сили на триене механичната енергия се преобразува в топлинна.
Математическа формулировка
Еволюция на механичната система материални точкис маси \(m_i\) според втория закон на Нютон удовлетворява системата от уравнения
\[m_i\dot(\mathbf(v)_i) = \mathbf(F)_i \]
Където
\(\mathbf(v)_i \) са скоростите на материалните точки, а \(\mathbf(F)_i \) са силите, действащи върху тези точки.
Ако силите са дадени като сбор от потенциални сили \(\mathbf(F)_i^p \) и непотенциални сили \(\mathbf(F)_i^d \) и потенциалните сили са записани като
\[ \mathbf(F)_i^p = - \nabla_i U(\mathbf(r)_1, \mathbf(r)_2, \ldots \mathbf(r)_N) \]
тогава, умножавайки всички уравнения по \(\mathbf(v)_i \), можем да получим
\[ \frac(d)(dt) \sum_i \frac(mv_i^2)(2) = - \sum_i \frac(d\mathbf(r)_i)(dt)\cdot \nabla_i U(\mathbf(r )_1, \mathbf(r)_2, \ldots \mathbf(r)_N) + \sum_i \frac(d\mathbf(r)_i)(dt) \cdot \mathbf(F)_i^d \]
Първата сума от дясната страна на уравнението не е нищо повече от производната по време на сложна функция, и следователно, ако въведем нотацията
\[ E = \sum_i \frac(mv_i^2)(2) + U(\mathbf(r)_1, \mathbf(r)_2, \ldots \mathbf(r)_N) \]
и наречете тази стойност механична енергия, тогава, интегрирайки уравненията от време t=0 до време t, можем да получим
\[ E(t) - E(0) = \int_L \mathbf(F)_i^d \cdot d\mathbf(r)_i \]
където интегрирането се извършва по траекториите на движение на материални точки.
По този начин промяната в механичната енергия на система от материални точки във времето е равна на работата на непотенциалните сили.
Законът за запазване на енергията в механиката е валиден само за системи, в които всички сили са потенциални.
Javascript е деактивиран във вашия браузър.ActiveX контролите трябва да са активирани, за да се правят изчисления!
Електрическите процеси, протичащи в електрически вериги, се подчиняват на следните закони.
Закон на Ом за участък от верига . Връзка между ток I, напрежение URи съпротивлението R на участък ab на електрическата верига се изразява чрез закона на Ом
В този случай U \u003d RI - се нарича напрежение или спад на напрежението през резистора R и - токът в резистора R.
При изчисляване на електрически вериги понякога е по-удобно да се използва не съпротивлението R, а реципрочната стойност на съпротивлението, т.е. електропроводимост: . В този случай законът на Ом за секцията на веригата ще бъде записан като:
Закон на Ом за цялата верига. Този закон определя връзката между EMF E на източник на енергия с вътрешно съпротивление r0, текущ азелектрическа верига и общо еквивалентно съпротивление RE = r0+ R на цялата верига:
Една сложна електрическа верига по правило съдържа няколко клона, в които могат да бъдат включени техните източници на енергия и режимът на нейната работа не може да се опише само със закона на Ом. Но това може да се направи въз основа на първия и втория закон на Кирхоф, които са следствие от закона за запазване на енергията.
Всички електрически вериги се подчиняват на първия и втория закон на Кирхоф.
Първият закон на Кирхоф установява връзка между токовете на клоновете във възела на електрическата верига. Във всеки възел на електрическата верига алгебричната сума на токовете е нула
където m е броят на клоновете, свързани към възела.
При писане на уравнения според първия закон на Кирхоф токовете, насочени към възела, се вземат със знак плюс, а токовете, насочени от възела, се вземат със знак минус.
Вторият закон на Кирхофустановява връзка между напреженията върху елементите на контура . Веригасе състои от клонове, които образуват затворен път за протичане на електрически ток. За затворен контур законът за запазване на енергията също е изпълнен. Във всяка затворена верига на електрическа верига алгебричната сума на ЕМП е равна на алгебричната сума на паданията на напрежението във всичките й секции
където n е броят на източниците на ЕМП във веригата;
m е броят на елементите със съпротивление R до във веригата;
U до = R до I до - напрежение или спад на напрежението k-ти елементконтур.
За схемата на фиг. 4 Вторият закон на Кирхоф във втората форма на писане има формата:
За да запишете втория закон на Кирхоф, трябва:
1. Изберете условно положителна посока на заобикаляне на елементите на контура (обикновено по посока на часовниковата стрелка).
- 2. Запис алгебрична сумападания на напрежението, при които със знака "+" се вземат тези падания на напрежението, които съвпадат с посоката на заобикаляне на веригата, и със знака "-" тези падания на напрежението, които не съвпадат.
- 3. Запишете алгебричната сума на източниците на emf, в която тези emfs, които съвпадат с посоката на байпаса на веригата, се вземат със знака "+", а онези emfs, които не съвпадат със знака "-".
При съставянето на уравнения съгласно втория закон на Кирхоф е необходимо да се гарантира, че са обхванати всички клонове на схемата: всяка нова верига, за която се съставя уравнението, трябва да включва поне един нов клон, който не е включен в предишните вериги, за които вече са съставени уравнения според втория закон на Кирхоф. Ние ще наричаме такива контури независима.
Нека напишем уравненията съгласно закона на Кирхоф II за веригите на електрическата верига:
верига I: E = RI + R 1 I 1 + r 0 I,
верига II: R 1 I 1 + R 2 I 2 = 0,
верига III: E \u003d RI + R 2 I 2 + r 0 I.
В токовата верига електрическата енергия на източника на захранване се преобразува в други видове енергия. В участъка от веригата със съпротивление R за време t при ток I се консумира електрическа енергия. За DC
Мерната единица за енергия е джаул - [J].
Скорост на преобразуване електрическа енергияв други форми представлява електрическа енергия
От закона за запазване на енергията следва, че мощността на източниците на енергия във всеки момент е равна на сумата от мощностите, консумирани във всички части на веригата.
Тази връзка се нарича уравнение на баланса на мощността.
Размер: px
Начална импресия от страница:
препис
1 Минимум за обучение по физика ФИЗИКА Тема Законът за запазване на енергията в електрическите вериги ВЪПРОСИ Разглеждаме електрически вериги, които могат да съдържат батерии, резистори, кондензатори и индуктори Формули за енергията на кондензатор и индуктор Формулирайте закона за запазване на енергията за електрическа верига Как се определя работата на батерията? Кога е положителен? Кога е отрицателен? 4 Какви електрически елементи произвеждат топлина? 5 Формулирайте закона на Джаул-Ленц 6 Как се определя топлината Q, освободена върху резистора от съпротивлението за всяко време, ако през него протича токът I t? 7 Каква формула определя скоростта на промяна на енергията на кондензатор? 8 Каква формула определя скоростта на промяна на енергията на индуктор? ЗАДАЧИ Всички видове задачи за верига от клас 5 Фиг. Задача Във веригата, показана на фиг., всички елементи могат да се считат за идеални. Параметрите на елементите са показани на фиг. Преди затварянето на ключа във веригата нямаше ток . веднага след отваряне на ключа?) Каква работа ще извърши източникът през цялото време на експеримента?) Колко топлина ще се отдели във веригата за цялото време на експеримента? 4) Колко топлина ще се отдели във веригата за време t? Задача В електрическата верига, показана на фиг., всички елементи могат да се считат за идеални. Преди ключът да бъде затворен, във веригата не е имало ток. Ключът K е затворен за известно време и след това отворен. , докато ключът е бил отворен) количество топлина Q е било освободено във веригата Намерете времето Проблем В електрическата верига, показана на фиг., всички елементи могат да се считат за идеални Преди ключът да бъде затворен, във веригата нямаше ток. Ключ K беше затворен за известно време и след това отворен Оказа се, че докато превключвателят е бил затворен и през времето, когато превключвателят е бил отворен, еднакви количества топлина са били освободени във веригата Какъв заряд е преминал през източника през времето, когато превключвателят е бил затворен? Колко топлина се е отделила във веригата през цялото време на експеримента?
2 Задача 4 В електрическата верига, показана на фигурата, всички елементи са идеални, ключ K е отворен Индуктивност на бобината, съпротивление на резистора, батерия EMF Ключ K е затворен В първите секунди след затварянето на ключ K батерията е свършила работа 5% по-малко от работата, която е извършил за следващите секунди) Определете времето) Колко топлина ще се отдели във веригата за време 4 след като ключът K е затворен? Задача 5 В електрическата верига, показана на фиг., всички елементи могат да се считат за идеални. Параметрите на елементите са показани на фигурата. Преди ключът да бъде затворен, нямаше ток във веригата. Ключ K е затворен за известно време , и след това отворен. Оказа се, че след отваряне на ключа се отделя два пъти повече топлина, отколкото когато ключът е затворен. Намерете съотношението на заряда, протичащ през източника, когато ключът е затворен, към заряда, протичащ през резистора, след като ключът е затворен отворена Задача 6 В електрическата верига, показана на фигурата, всички елементи могат да се считат за идеални Параметрите на елементите са показани на фигурата веригата липсва Ключ K е затворен за известно време и след това отворен Оказа се, че зарядът тече през бобината при затворен ключ е 4 пъти по-голям от заряда, протичащ през бобината след отваряне на ключа Определете времето Намерете съотношението на топлината, отделена във веригата след отваряне на ключа, към топлината, освободена във веригата, когато ключът е затворена Задача 7 Електрическа верига се състои от идеална батерия с ЕМП, индуктор, кондензатор с капацитет C и резистор с неизвестно съпротивление (фигура вдясно) Ключът K е затворен за известно време и след това отворен по време на докато ключът е бил затворен, през резистора е преминал заряд q) Колко топлина е била освободена във веригата през времето, когато ключът е бил затворен?) Колко топлина е била освободена във веригата, след като ключът е бил отворен? Схеми - класове Задача 8 В електрическата верига, показана на фигурата вляво, всички елементи са идеални Кондензаторът първоначално не е зареден, ключът K е отворен Ключът K е затворен и след това отворен в момента, когато напрежението в кондензатора става равно Известно е, че докато ключът K е бил затворен, през резистор със съпротивление е изтекъл заряд 6 C Колко топлина е била отделена във веригата, докато ключът K е бил затворен? Задача 9 Колко топлина ще се отдели върху резистора във веригата, показана на фигурата вдясно, след преместване на ключа K от позиция на позиция? Пренебрегнете вътрешното съпротивление на батерията Проблем В електрическата верига, показана на фигурата вляво, всички елементи са идеални Кондензаторът първоначално е зареден до напрежение, ключът K е отворен Ключът K е затворен) Определете промяната в енергията на кондензатора) Определете работата, която ще извърши батерията? В какво състояние ще бъде батерията?) Колко топлина ще се отдели във веригата? 4) Каква е най-високата скорост на промяна на енергията на кондензатора (най-високата в абсолютна стойност)?
3 Задача В електрическата верига, показана на фигурата вдясно, в началния момент ключът K е затворен. След отварянето на ключа количеството топлина се отделя на резистора Q) Колко топлина ще се отдели на резистора? ) Какво е ЕМП на батерията? Съпротивленията и индуктивността на намотката са известни Пренебрегнете вътрешното съпротивление на батерията Задача Във веригата, показана на лявата фигура, с отворен ключ K, кондензаторът C се зарежда до напрежение U, а кондензаторът C до напрежение U ключ K е затворен) Какъв ще бъде токът във веригата веднага след затваряне на ключа K (посочете посоката)?) Определете скоростта на промяна на енергията на кондензатора с капацитет C веднага след затваряне на ключа K?) Определете големина и знак на заряда на лявата пластина на кондензатора с капацитет C в стационарно състояние? 4) Какъв заряд ще протече през резистора със съпротивление (посочете посоката)? 5) Намерете промяната в енергията на кондензатор с капацитет C? 6) Колко топлина ще се отдели във веригата? 7) Колко топлина ще се отдели върху съпротивлението на резистора? Задача Във веригата, показана на фигурата вдясно, кондензатор с капацитет C е зареден до напрежение U, а кондензатор с капацитет C до напрежение U (фигурата вдясно) Подобни заредени пластини са свързани с резистор със съпротивление Ключ K е затворен за известно време и след това отворен) Намерете тока във веригата веднага след затваряне на ключа K (посочете посоката)) Колко топлина се отделя във веригата, ако в момента на отваряне на ключа K, токът във веригата е бил половината от първоначалния? Задача 4 Във веригата, показана на лявата фигура, всички елементи са идеални В началния момент от време ключовете K и K са отворени, кондензаторите не са заредени Ключовете се затварят едновременно) Намерете началния ток през всеки от батериите) Определете зарядите на кондензаторите в стационарно състояние) Намерете общата работа на батериите 4 ) Колко топлина ще се отдели в цялата верига след затваряне на ключовете? Да приемем, че Задача 5 Електрическата верига се състои от батерия с ЕМП и вътрешно съпротивление r, кондензатор с капацитет C и резистор със съпротивление 5r Ключът K е затворен и след това отворен в момента, когато токовете през кондензаторът и резисторът са равни по големина) Каква моментна мощност развива източникът непосредствено преди отварянето на ключа?) Колко топлина ще се отдели във веригата след отварянето на ключа?
4 Задача 6 В електрическата верига, показана на фигурата вляво, всички елементи са идеални. Ключът K първоначално е отворен, няма токове във веригата. Ключът K е затворен. всяка от намотките през това време Задача 7 Електрическата верига се състои от индуктивна намотка, резистор със съпротивление, батерия с ЕМП и неизвестно вътрешно съпротивление (фиг. *) Ключ K е затворен за известно време и след това е отворен количеството топлина Q и след отваряне ключ, количеството Q е било освободено във веригата) Намерете тока през бобината в момента, в който ключът е бил отворен) Намерете заряда, който е протекъл през бобината през времето, когато ключът е бил затворен. Задача 8 Електрическата верига се състои от индуктивна бобина , резистор на съпротивление, батерия с EMF и неизвестно вътрешно съпротивление (фигура вляво) Ключ K е затворен за известно време и след това отворен През времето, когато ключът е бил затворен, зарядът q е протекъл през източника и енергията W е била съхраняван в намотката) Намерете количеството топлина, освободено във веригата, докато ключът е бил затворен) Какъв заряд е преминал през намотката, когато ключът е бил затворен? Задача 9 В електрическата верига, показана на фигурата вдясно, ключът K е затворен Ключът K е отворен След това батерията с EMF е извършила работа A и количеството топлина, отделена във веригата, е Q) Намерете капацитет на кондензатора C) Намерете индуктивността на ЕМП бобината на батериите и съпротивлението на резисторите считайте за дадено Да приемем, че задачата Електрическата верига се състои от идеална батерия с ЕМП, плосък кондензатор и резистор със съпротивление Диелектрична плоча се вкарва в кондензатора успоредно на плочите, заемайки половината от обема на кондензатора (лявата фигура) Диелектричната константа на диелектрика е равна на Капацитетът на въздушния кондензатор е C Плочата се отстранява бързо) Коя механична работа Трябва да се направи механизъм, за да се премахне бързо плочата от кондензатора?) Колко топлина Q ще се освободи във веригата, след като плочата бъде отстранена? Задача Електрическа верига се състои от идеална батерия с ЕМП, плосък кондензатор и резистор със съпротивление.Успоредно на плочите в кондензатора е поставена проводяща плоча, заемаща половината от обема на кондензатора (ориз вдясно). Капацитетът на въздушния кондензатор е C. Плочата се отстранява бързо) извадете плочата от кондензатора?) Колко топлина Q ще се отдели във веригата след отстраняване на плочата?
5 Енергия на кондензатора: W C CU qu q C ОТГОВОРИ НА ВЪПРОСИ I FI F Енергия на намотката: W, където F е магнитният поток, проникващ в намотката. Работата A B на всички батерии, включени във веригата, отива за отделяне на топлина Q в електрическата верига и до промяна W на тази енергийна диаграма: AB Q W ) ако батерията е в състояние на презареждане 4 Само на резистори 5 Ако постоянен ток I протича през резистор със съпротивление, тогава количеството топлина, отделена U с течение на времето, е равно на Q I U I, където U I U t 6 Q I t t t U t I tt, където сумирането се извършва за всички малки интервали от време t по време на интервала от време W t U t I t P t, където знакът „+“ е зададен, ако кондензаторът се зарежда, и знакът е зададен, ако кондензаторът е разреден 7 C C C C 8 W t U t I t, където U t t I t I t ПРОБЛЕМ) t) t Задача t) t t 4) t Задача Задача Q 4)) 4) 4C) 6 4) Задача 4 Задача 5 8)) Q4 5 5 Задача 6 Задача 7) 8 Q) 4 q Q) Q q ) Q C Задача 8 Задача 9 4 C 9 C Задача C, батерията ще бъде в състояние на презареждане) C q C, най-високата скорост на промяна на енергията на кондензатора ще бъде в момента непосредствено след затварянето на превключвателя
6 Q) Q Q) Задача Задача U) (обратно на часовниковата стрелка) U) (знакът минус показва, че енергията на кондензатора намалява в даден момент)) 4 CU 4) 9 CU (обратно на часовниковата стрелка) 4 5) 45 CU 6 ) 7 8 CU 7) 9 4 CU) U) CU Задача Задача 4) I и I 7 5) qc C, qc C и q C C 6 74) AB C) Q C 6 Задача 5 5)) 7r 98 C Задача 6 Q 9 q 4 8 и Q q 4 Q))) q W) Q Q Q q W A 8) C) Q A 9 4)) Amech Amech 8 C) C) Q 8 Q C C Задача 7 Задача 8 Задача 9 Задача Задача Съставител: учител М. А. Пенкин FZFTSH в MIPT
IV Яковлев Материали по физика MathUs.ru Количество топлина. Кондензатор Този работен лист се занимава със задачи за изчисляване на количеството топлина, което се отделя във вериги, състоящи се от резистори и кондензатори.
IV Яковлев Материали по физика MathUs.ru Количество топлина. Намотка Този работен лист се занимава с проблеми за изчисляване на количеството топлина, което се отделя във вериги, състоящи се от резистори и намотки.
И. В. Яковлев Материали по физика MathUs.ru Съдържание Кондензаторни връзки 1 Всеруска олимпиадаза ученици по физика............... 3 2 Московска олимпиада по физика....................... ... .
005-006 сметка. год., кл. Физика. Електростатика. Закони за постоянен ток. Контролни въпроси. Защо линиите на електрическото поле не могат да се пресичат? В два срещуположни ъгъла на квадрат
И. В. Яковлев Материали по физика MathUs.ru Съдържание Диод и кондензатори 1 Идеален диод................................... ........ ...... 1 2 Неидеален диод.................................. 2 1 Идеален
И. В. Яковлев Материали по физика MathUs.ru Електромагнитни трептения Задача 1. (MFO, 2014, 11) Зареден кондензатор започва да се разрежда през индуктор. След две милисекунди неговият електрически
5. Електрически трептения Въпроси. Диференциалното уравнение, описващо свободните трептения на заряда на кондензатор в осцилаторна верига, има формата Aq + Bq = 0, където A и B са известни положителни константи.
Методика на преподаване за решаване на многостепенни проблеми на примера на темата Кондензатори. От просто към сложно. Сокалина Александра Николаевна МБОУ СОУ 6 Линия 1 Актуализиране на знанията Кондензатор; Капацитет на кондензатора
IV Yakovlev Physics MathUs.ru Самоиндукция Нека през бобината протича електрически ток I, който се променя с времето. Променливото магнитно поле на тока I генерира вихрово електрическо поле,
Задачи по физика A24 1. Графиката показва зависимостта от времето на силата на променлив електрически ток I, протичащ през намотка с индуктивност 5 mg. Какво е равно на модулЕМП на самоиндукция, действащ
Урок 8. Осцилаторна верига. Пестене на енергия. 1. В идеална осцилаторна верига максималният ток във веригата е I 0. Намерете максималния заряд на кондензатор с капацитет C, ако индуктивността
IV Яковлев Материали по физика MathUs.ru Подвижна плоча Задача 1. (MIPT, 2004) В схемата, показана на фигурата, батерия с постоянна EMF E е свързана чрез резистор към два проводящи идентични
Потенциал 1.60. В еднородно електрическо поле със сила E = 1 kv / m, заряд q = 50 ncl се премества на разстояние l = 12 cm под ъгъл = 60 0 спрямо силовите линии. Определете работата А на полето при движение
C1.1. На снимката е показана електрическа верига, състояща се от резистор, реостат, ключ, цифров волтметър, свързан към батерия, и амперметър. Като използвате законите на постоянния ток, обяснете как
εдемонстрация версия на изпита 2019 задача 18. Електрическата верига на фигурата се състои от източник на ток с ЕМП ε и вътрешно съпротивление r и външна верига от два еднакви резистора със съпротивление
Във веригата на фигурата съпротивлението на резистора и импедансът на реостата са равни на R, EMF на батерията е равна на E, вътрешното му съпротивление е незначително (r = 0). Как се държат (увеличават, намаляват, остават
14. ЕЛЕКТРИЧЕСКИ КАПАЦИТЕТ. КОНДЕНЗАТОРИ 14.1 Какво се нарича капацитет на отделен проводник? 14.2 В какви единици се измерва електрическият капацитет? 14.3 Как се изчислява капацитетът на самотна проводяща сфера?
Решения и критерии за оценка Задача 1 Виенско колело с радиус R = 60 m се върти с постоянна ъглова скороствъв вертикална равнина, извършвайки пълен оборот за време T = 2 min. В момента, когато подът
Осцилаторната верига се състои от индуктор и кондензатор. В него се наблюдават хармонични електромагнитни трептения с период T = 5 ms. В началния момент зарядът на кондензатора е максимален
Можаев Виктор Василиевич Кандидат на физико-математическите науки, доцент в катедрата по обща физика на Московския физико-технологичен институт (MIPT). Нелинейни елементи в електрически вериги В статия за специфични
Олимпиада "Phystech" по физика 217 Клас 11 Билет 11-3 Код 1. На повърхност, наклонена под ъгъл (cos 3/4) спрямо хоризонта, лежи прът, прикрепен към еластична, безтегловна и достатъчно дълга пружина (виж фиг.
Урок 5. Кондензатори .. Как ще се промени капацитетът на плосък въздушен кондензатор, ако площта на плочите се намали с фактор и разстоянието между тях се увеличи с фактор ?. Проводяща топка със заряд q има потенциал
Физика 15 Виктор В. Можаев Кандидат на физико-математическите науки, доцент в катедрата по обща физика на Московския физико-технологичен институт (МФТИ), член на редакционната колегия на списание Квант Преходни процеси
IV Яковлев Материали по физика MathUs.ru Самоиндукция Теми на кодификатора USE: самоиндукция, индуктивност, енергия на магнитното поле. Самоиндукцията е частен случай на електромагнитна индукция. Оказа се,
Фигурата показва DC верига. Вътрешното съпротивление на източника на ток може да се пренебрегне. Установете съответствие между физическите величини и формулите, по които те могат да бъдат изчислени (
Домашна работа по темата: "Електрически трептения" Вариант. В осцилаторната верига индуктивността на бобината е L = 0, H. Текущата стойност се променя по закона I(t) = 0.8sin(000t + 0.3), където t е времето в секунди,
„ЗАКОНИ НА ПОСТОЯННИЯ ТОК“. Електрическият ток се нарича подредено насочено движение на заредени частици. За съществуването на ток са необходими две условия: наличие на свободни заряди; Наличието на външен
Урок 19 Прав ток. Връзки на проводници Задача 1 Преносът на материя става при преминаване на електрически ток през: 1) Метали и полупроводници 2) Полупроводници и електролити 3) Газове
РАБОТА 4 ИЗСЛЕДВАНЕ НА ПРЕХОДНИ ПРОЦЕСИ В ВЕРИГА, СЪДЪРЖАЩА РЕЗИСТОР И КОНДЕНЗАТОР Целта на работата: да се изучи законът за промяна на напрежението при разреждане на кондензатор, да се определи времевата константа на R-веригата и
Работа на електрическия ток, мощност, закон на Джаул Ленц 1. Колко е времето за преминаване на ток от 5 A през проводник, ако при напрежение 120 V в краищата му в проводника се отделя количество топлина ,
Електрически трептения Примери за решаване на проблеми Пример Във веригата, показана на фигурата, ключът, който първоначално е бил в позиция в момент t, се прехвърля в позиция Пренебрегвайки съпротивлението на намотката
Физика. 0 клас. Демо версия(90 минути) Диагностична тематична работа за подготовка за изпит по ФИЗИКА Физика. 0 клас. Демо (90 минути) Част 4 с четири
Олимпиада "Phystech" по физика 7 клас Билет -3 Код (попълва се от секретаря)
Електродинамика 1. Когато резистор с неизвестно съпротивление е свързан към източник на ток с EMF 10 V и вътрешно съпротивление 1 Ohm, напрежението на изхода на източника на ток е 8 V. Каква е силата на тока
Физика. 0 клас. Демо 3 (90 минути) Диагностична тематична работа 3 за подготовка за изпит по ФИЗИКА на тема „Електродинамика“ (електростатика, постоянен ток и ток на магнитно поле)
Държава по-висока образователна институция"ДОНЕЦК НАЦИОНАЛЕН ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ" Катедра по физика ДОКЛАД за лабораторна работа ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИЯ КАПАЦИТЕТ НА КОНДЕНЗАТОР И БАТЕРИЯ ОТ КОНДЕНЗАТОРИ Завършен
Вариант 1 1. Осцилаторната верига се състои от намотка с индуктивност 0,2 mg и кондензатор с площ на плочата 155 cm 2, разстоянието между които е 1,5 mm. Знаейки, че веригата резонира при дължина на вълната 630 m,
Капацитет. Кондензатори Вариант 1 1. Определете радиуса на сфера с капацитет 1 pF. 3. Когато диелектрик се въведе в пространството между плочите на зареден въздушен кондензатор, напрежението в кондензатора
И. В. Яковлев Материали по физика MthUs.ru Правила на Кирхоф В статията „ЕМП. Законът на Ом за пълна верига» изведехме закона на Ом за нехомогенен участък от веригата (т.е. участък, съдържащ източник на ток): ϕ
C1.1. Близо до малка метална пластина, монтирана на изолираща стойка, на копринен конец беше окачена незаредена лека метална гилза. Когато плочата е свързана към клема за високо напрежение
1 Държавна бюджетна образователна институция Средно училище 447 Санкт Петербург, район Kurortny, село Молодежное Решаване на задачи от ниво "C" Единен държавен изпит по физика "Изчисляване на сложни електрически
Отложени задачи (25) В областта на пространството, където има частица с маса 1 mg и заряд 2 10 11 C, се създава еднородно хоризонтално електрично поле. Каква е силата на това поле, ако
Електричество и магнетизъм, част 2 1. Кондензаторът на осцилаторния кръг е свързан към източник на постоянно напрежение. Графики и представят зависимостта от времето t физични величинихарактеризиращ
18. Електродинамика (установяване на съответствие между графиките и физическите величини между физичните величини) 1. Кондензаторът, към който се прилага напрежение U, се зарежда до максимален заряд q,
Майсторски клас „Електродинамика. D.C. Работа и мощност на тока. 1. През проводника протича постоянен електрически ток. Количеството заряд, преминаващо през проводника, се увеличава с времето.
Задача 1. Установете съответствие между физическите величини, които описват потока на постоянен ток през резистор, и формулите за тяхното изчисляване. Във формулите се използват следните символи: R съпротивление
Лекция 26 Закон на Ом за верига с променлив ток Въпроси. Индуктивност и капацитет във верига с променлив ток. Метод на векторните диаграми. Закон на Ом за верига с променлив ток. Последователен и паралелен резонанс
1. Два положителни заряда q 1 и q 2 са разположени в точки с радиус вектори r 1 и r 2. Намерете отрицателен заряд q 3 и радиус вектор r 3 на точката, в която трябва да бъде поставен, така че силата, действаща върху
C1.1. Фигурата показва електрическа верига, състояща се от галванична клетка, реостат, трансформатор, амперметър и волтметър. В началния момент плъзгачът на реостата е поставен в средата
Електростатика Закон на Кулон F 4 r ; F r r 4 r където F е силата на взаимодействие на точковите заряди q и q ; - E диелектрична проницаемост на средата; E е силата на електростатичното поле във вакуум; E напрежение
Решения на задачи от финалния етап на олимпиадата "Най-висок стандарт" по електроника, 04/05 академична годинаклас За измерване на ток и пад на напрежение в лични вериги електронни схемиизползвайте амперметри и
C1 "ПОСТОЯНЕН ТОК" Фигурата показва електрическа верига, съдържаща източник на ток (с ненулево вътрешно съпротивление), два резистора, кондензатор, ключ K, както и амперметър и идеален волтметър.
Регионален тестпо физика ( ниво на профил). СПЕЦИФИКАЦИЯ Всяка версия на работата се състои от две части и включва 5 задачи, които се различават по форма и ниво на сложност. Част 1
1 Постоянен електрически ток Справочна информация. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НА СИЛАТА НА ТОКА Нека заряд q премине през някаква повърхност, чиято площ е S, перпендикулярна на нея. Тогава се извиква токът
Вариант 1 Когато изпълнявате задачи от част 1, запишете номера на изпълняваната задача и след това номера на избрания отговор или отговор. Не е необходимо да се изписват единици за физически величини. 1. През проводника протича постоянен електрически ток
DA Ivashkina, "Изчисляване на параметрите на процесите, протичащи в DC вериги, съдържащи индуктори" "Физическо приложение към вестник" Първи септември "", 9/00, стр. 4-9
ЗАДАЧИ, РЕШЕНИЯ И КРИТЕРИИ ЗА ОЦЕНЯВАНЕ НА ВТОРИЯ ЕТАП НА ОЛИМПИАДАТА ПО ЕЛЕКТРОНИКА ЗА УЧЕБНИ КЛАС .. Когато батерията от клетки е затворена до съпротивление 9 ома, във веригата протича ток А. Каква е максималната полезна мощност
МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО НА СТАВРОПОЛСКИЯ КРАЙ GOU SPO "Минерално-воден колеж по железопътен транспорт" S.A. Иванская ЕЛЕКТРО Насокивърху разработването на теоретичен материал и
ЗАДАЧИ C4 Тема: "Електродинамика" Пълното решение на задачата трябва да включва законите и формулите, чието прилагане е необходимо и достатъчно за решението, както и математически трансформации, изчисления с числени
) Фигурата показва местоположението на три електрически заряда с фиксирана точка q, q и 3q. Получената сила на Кулон, действаща върху заряда 3q, q q 3q r r) е насочена надясно) е насочена наляво
Електричество и магнетизъм Електростатика Електростатиката е дял от електродинамиката, който изучава свойствата и взаимодействията на неподвижни електрически заредени тела. При решаване на задачи по електростатика
Нурушева Марина Борисовна старши преподавател, катедра по физика 023 Национален изследователски ядрен университет MEPhI Електрически ток Електрическият ток е насочено (подредено) движение на заредени частици. Условия за съществуване на ел
Постоянен електрически ток. Сила на тока Прав електрически ток. Закон за напрежението на Ом за участък от верига Електрическо съпротивление. Съпротивлениеелектродвижеща сила на веществата. вътрешни
Минимум по физика за ученици от 10 клас за 2 полугодие. Учител по физика - Турова Мария Василиевна e-mail: [имейл защитен]Литература: 1. Учебник по физика 10 клас. Автори: Г.Я.Мякишев, Б.Б.
ЗАДАЧИ C1 Теми: всички раздели на общата физика от "Механика" до "Квантова физика" В задачи C1 трябва да напишете подробен отговор, обясняващ физически процесиописан в проблема, и хода на вашите разсъждения.
Олимпиада "Курчатов" 016 17 академична година Заключителен етап 11 клас Задача 1 (5 точки) Малка шайба с маса m се търкаля от върха на гладък хълм с маса M и височина H. Хълмът е върху гладка повърхност.
Флуктуации. Лекция 3 Алтернатор За да обясним принципа на алтернатора, нека първо разгледаме какво се случва, когато плоска намотка от тел се върти в еднородно магнитно
