Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 5 гостей.

Задачник Кванта

Переменный ток

21.Ф672. Ко вторичной обмотке включенного в сеть понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации k = 220/127 подключена нагрузка сопротивлением Rн = 10 Ом. Напряжение в сети U = 220 В, сопротивление первичной обмотки трансформатора R1 = 3,6 Ом, сопротивление вторичной обмотки R2 = 1,2 Ом. Определите напряжение на нагрузке.

22.Ф708(Ф1210). Для исследования свойств нелинейного резистора был произведен ряд экспериментов. Вначале была исследована зависимость сопротивления резистора от температуры. При повышении температуры до t1 = 100 °С мгновенно происходил скачок сопротивления от R1 = 50 Ом до R2 = 100 Ом; при охлаждении обратный скачок происходил при температуре t2 = 99 °С (рис.). Во втором опыте к резистору приложили постоянное напряжение U1 = 60 В, при котором его температура оказалась равной t3 = 80 °С. Наконец, когда к резистору приложили постоянное напряжение U2 = 80 В, в цепи возникли самопроизвольные колебания тока. Определите период этих колебаний, а также максимальное значение тока. Температура воздуха в лаборатории постоянна и равна to = 20 °С. Теплоотдача от резистора пропорциональна разности температур резистора и окружающего воздуха. Теплоемкость резистора С = 3 Дж/К.


23.Ф715. Как зависит напряжение между точками А и В (рис.) от сопротивления резистора R?

24.Ф741. В сеть переменного тока с напряжением 220 В и частотой 50 Гц подключены последовательно два конденсатора емкостью 1 мкФ каждый. Параллельно одному из конденсаторов включен резистор сопротивлением 100 кОм (рис.). Найдите тепловую мощность.

25.Ф771. В схеме, приведенной на рисунке, диод D и катушка индуктивностью L в момент времени t = 0 при помощи ключа К подключаются к источнику переменного напряжения u = Umcosωt. Определите силу тока в катушке как функцию времени и постройте график этой функции. Диод и катушку считать идеальными. Внутренним сопротивлением источника пренебречь

26.Ф805. Через плоский конденсатор, заполненный диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε и удельным сопротивлением ρ, течет переменный ток i(t) = Iocosωt. Определите амплитуду напряжения на конденсаторе. Расстояние между пластинами d, площадь каждой пластины S.

27.Ф811. В обычной схеме однополупериодного выпрямителя (рис.) С = 1000 мкФ, R = 500 Ом. Частота сети f = 50 Гц. Считая диод идеальным, найдите: 1) величину коэффициента пульсации напряжения k = ΔU/U на резисторе; 2) во сколько раз уменьшится коэффициент k, если последовательно с резистором включить катушку индуктивностью L = 100 Гн.


28.Ф821. В схеме, приведенной на рисунке, трансформатор идеальный. Параметры схемы указаны на рисунке. Найдите амплитуду тока и сдвиг фаз в первичной цепи.

29.Ф861. В колебательном RLC-контуре сопротивление невелико, так что колебания затухают в нем слабо. Для получения незатухающих колебаний поступают следующим образом: дважды за период в моменты, когда ток в цепи максимален, катушку индуктивности быстро растягивают от длины l до длины l + Δl, а в моменты, когда максимален заряд на конденсаторе, катушку быстро сжимают до прежнего размера (параметрический резонанс). При каком относительном изменении длины катушки Δl/l колебания в контуре будут незатухающими? Индуктивность катушки считать обратно пропорциональной ее длине.

30.Ф866. Электролитическая ванна подключена через идеальный диод к сети переменного напряжения (рис.). Найдите показания теплового амперметра (А), если известно, что за время t = 1 ч на катоде выделяется m = 1,078 г меди. Электрохимический эквивалент меди k = 0,33?10−6 кг/Кл.


31.Ф1022. «Черный ящик» содержит катушку, резистор и конденсатор и имеет три вывода. При его исследовании были получены следующие результаты. В схеме приведенной на рисунке, амперметр показал I1 = 0,1 А при частоте генератора ?ν1 = 1000 Гц; ток через амперметр отставал по фазе от входного напряжения на Δφ1 = π/6. Когда частоту генератора уменьшили в 100 раз, ток возрос менее чем в 2 раза. Частоту генератора вернули к прежнему значению и вместо амперметра в цепь включили вольтметр. Вольтметр показал U1 = 20 В, а сдвиг фаз между напряжением на вольтметре (Uв) и входным напряжением (Uвх) опять составил π/6. Найдите по этим данным параметры элементов «черного ящика». Во сколько раз нужно изменить частоту генератора, чтобы в схеме с вольтметром сдвиг фаз между Uв и Uвх составил Δφ2 = π/2? Измерительные приборы считать идеальными. Внутреннее сопротивление генератора пренебрежимо мало.

32.Ф1055. Электрический прибор П подключен к сети переменного тока с напряжением 220 В через конденсатор емкостью С = 0,5 мкФ (рис.). Амперметр показывает ток I = 0,01 А, показание вольтметра U = 180 В. Найдите мощность, потребляемую от сети прибором. Считать амперметр и вольтметр идеальными.

33.Ф1130. Колебательный контур состоит из вакуумного конденсатора емкостью С, расстояние между пластинами которого d, и катушки индуктивности. Собственная частота колебаний контура равна ωo. Какой будет собственная частота, если между пластинами конденсатора поместить свободную точечную частицу массой m, имеющую заряд q? Сила тяжести отсутствует. Краевыми эффектами и силой «электростатического изображения» пренебречь.

34.Ф1177. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L = 1 Гн и сопротивлением R = 1 Ом и конденсатора емкостью С = 1 мкФ. Конденсатор неидеален − сопротивление его изоляции Rx конечно. При какой величине Rx в катушке выделится в виде тепла 1/3 начальной энергии контура?

35.Ф1186. При какой величине емкости конденсатора Сx в схеме, приведенной на рисунке, сдвиг фаз между подаваемым напряжением и током во внешней цепи будет равен нулю при любой частоте источника? Индуктивность катушки L, сопротивление каждого резистора R. Все элементы цепи считать идеальными.


36.Ф1222. Катушку с индуктивностью с L = 10 Гн подключают к сети 220 В, 50 Гц последовательно с диодом. Нарисуйте график изменения тока в катушке в зависимости от времени. Чему равно максимальное значение тока? Как зависит вид графика от момента подключения цепи к сети?

37.Ф1226. На ленте магнитофона записан синусоидальный сигнал частотой 5 кГц при скорости ленты 19,05 см/с. При воспроизведении на этой скорости амплитуда сигнала воспроизводящей головки составила 1 мВ. Какими станут частота и амплитуда этого сигнала, если увеличить скорость ленты при воспроизведении до 38,1 см/с? А если уменьшить при записи и воспроизведении до 4,75 см/с? Ширину переднего зазора воспроизводящей головки принять равной 5 мкм. Максимальную намагниченность ленты после записи в обоих случаях считать одинаковой.

38.Ф1242(Ф2211). Из нескольких одинаковых CL-звеньев, подключенных друг за другом, собрана цепь для измерений на частоте 50 Гц (рис.). К выходу последнего звена был подключен конденсатор, после чего ток, потребляемый всей цепью от источника, и разность фаз между этим током и приложенным напряжением перестали зависеть от числа подключенных звеньев. Какую емкость имел подключенный конденсатор? Можно ли дать однозначный ответ на этот вопрос?


39.Ф1246. Два одинаковых LC-контура находятся далеко друг от друга. В первом возбуждены колебания с амплитудой напряжения на конденсаторе Uo. В тот момент, когда напряжение на конденсаторе оказалось нулевым, подключают проводами второй контур (рис.). Опишите процессы в цепи после подключения. Что изменится, если подключение произвести в тот момент, когда напряжение на конденсаторе максимально?

40.Ф1252. Вертикальную спицу двигают перед дисплеем слева направо со скоростью v = 1 м/с, при этом на светящемся экране отчетливо видна наклонна «тень» спицы. Почему это происходит? Чему равен угол наклона «тени» к вертикали? Электронный луч рисует полный кадр за время t = 0,02 с, число строк в кадре примите равным n = 512. Будет ли угол таким же, если двигать спицу перед телеэкраном?