Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 18 гостей.

Задачник Кванта

Переменный ток

61.Ф1496. В сеть переменного тока (220 В, 50 Гц) включили последовательно соединенные конденсатор емкостью 10 мкФ и нагреватель сопротивлением 1000 Ом. Какую катушку следует подключить параллельно нагревателю, чтобы ток через него был максимальным? Чему равна величина этого тока?

62.Ф1516. Трансформатор имеет две одинаковые обмотки, намотанные на тороидальный сердечник. Индуктивность каждой обмотки L, активное сопротивление провода пренебрежимо мало. К источнику переменного напряжения частоты ω подключают одну из обмоток непосредственно, а другую − последовательно с резистором сопротивлением R. Найдите сдвиг фаз между напряжением и током источника. Рассеяние магнитного потока мало, внутреннее сопротивление источника равно нулю.

63.Ф1525. Вольт-амперная характеристика диода в прямом направлении изображена на рисунке а, в обратную сторону диод совершенно не проводит. Собрана схема из двух резисторов сопротивлением по 500 Ом и четырех диодов (рис. б). К точкам А и Б схемы подключают выход источника переменного (синусоидального) напряжения. Нарисуйте график зависимости от времени напряжения, измеренного между точками В и Г. Рассмотрите три случая − амплитудные значения переменного напряжения источника равны 1 В, 2 В и 2,5 В.


64.Ф1552. На ферромагнитный сердечник намотаны две одинаковые катушки, каждая индуктивностью L (рис.). Последовательно с одной из катушек подключили резистор сопротивлением R, последовательно с другой − резистор сопротивлением 2R, а получившиеся цепочки соединили параллельно и включили в сеть переменного напряжения, амплитуда которого U0 и частота f. Найдите токи, протекающие через резисторы. Элементы цепи считать идеальными, рассеянием магнитного потока пренебречь.

65.Ф1562. На тороидальный сердечник из ферромагнитного материала с очень большой магнитной проницаемостью намотана катушка, состоящая из большого числа витков и имеющая индуктивность L. От середины катушки сделан отвод. Схема подключения этой катушки и конденсатора емкостью С к источнику переменного напряжения с амплитудой Uo и частотой ω приведена на рисунке. Что показывает амперметр, имеющий пренебрежимо малое сопротивление?

66.Ф1567. Нагреватель имеет сопротивление R = 100 Ом. В вашем распоряжении есть две одинаковые катушки, индуктивность каждой катушки L = 0,5 Гн, и большое количество разнообразных конденсаторов. Сеть − 36 В, 50 Гц − рассчитана на очень большую мощность, катушки и конденсаторы можно считать идеальными. Какую максимальную мощность можно получить в нагревателе?

67.Ф1576. Схема, изображенная на рисунке, подключена к сети (220 В, 50 Гц). Емкость конденсатора С = 0,01 мкФ, диоды можно считать идеальными. Какой ток покажет миллиамперметр магнитоэлектрической системы, предназначенный для постоянного тока? До какого напряжения зарядился бы еще один конденсатор емкостью С, если бы его включили вместо миллиамперметра?


68.Ф1590. Колебательный контур состоит из параллельно соединенных конденсатора емкостью С и катушки индуктивностью L. В тот момент, когда заряд конденсатора Q, а ток катушки I, параллельно подключают еще одну катушку индуктивностью 2L. Найдите максимальный заряд конденсатора после такого подключения. Как изменится ответ, если вместо катушки подключить в тот же момент конденсатор емкостью ? Элементы цепи считать почти идеальными.

69.Ф1591. Источник переменного напряжения частоты ω имеет внутреннее сопротивление R. Известно, что максимальную мощность в нагрузке можно получить в том случае, когда сопротивление нагрузки в точности равно внутреннему сопротивлению источника (как и для цепей постоянного тока). Однако сопротив ление нагрузки составляет 5R. Как нужно подключить в цепь катушку индуктивности и конденсатор и какими они должны быть, чтобы мощность в нагрузке оказалась максимально возможной?

70.Ф1621. Катушка индуктивности состоит из нескольких одинаковых витков очень тонкого провода, намотанных вплотную друг к другу. На оси катушки на некотором расстоянии от нее расположили еще один такой же замкнутый виток так, что ось витка совпадает с осью катушки. Катушку подключили к выходу источника переменного тока, при этом амплитуда тока отдельно расположенного витка оказалась в k = 3 раза меньше амплитуды тока катушки. Во сколько раз отличаются величины индуктивности катушки, измеренные без дополнительного витка и вместе с ним? Сопротивление провода, из которого сделаны витки, пренебрежимо мало. Считайте, что индуктивность катушки без дополнительного витка в 30 раз больше индуктивности одного витка.

71.Ф1622. Колебательный контур состоит из катушки индуктивности и двух одинаковых конденсаторов, включенных между собой последовательно. Катушка и конденсаторы практически идеальные, но из-за наличия малого сопротивления соединяющих проводов r = 0,1 Ом колебания медленно затухают: за n1 = 10 периодов колебаний амплитуда тока через катушку уменьшается на α = 1 %. Параллельно одному из конденсаторов подключают резистор (рис.), и теперь амплитуда колебаний уменьшается на тот же 1 % за n2 = 2 полных периода колебаний. Найдите сопротивление этого резистора.


72.Ф1637. Катушка индуктивностью L = 1 Гн присоединена параллельно конденсатору емкостью С = 10 мкФ, последовательно с получившимся контуром включен еще один такой же конденсатор и к получившейся цепи подключен генератор низкой частоты с амплитудой выходного напряжения Uo = 1 В. На какой частоте ток, потребляемый от генератора цепью, получается очень малым? На какой частоте этот ток резко возрастает? Оцените максимальную амплитуду напряжения на катушке, если сопротивление провода ее обмотки R = 10 Ом. Остальные элементы цепи считайте идеальными.

73.Ф1642. В сеть переменного напряжения (220 В, 50 Гц) включили последовательно конденсатор некоторой емкости и катушку индуктивностью 1 Гн. Параллельно конденсатору подключили вольтметр с очень большим сопротивлением. При какой емкости конденсатора вольтметр покажет напряжение 220 В? Какую емкость конденсатора ни в коем случае использовать нельзя?

74.Ф1652. К простой цепи, собранной из двух резисторов сопротивлением R = 1 кОм и двух конденсаторов емкостью С = 1 мкФ, подведено напряжение сети: 220 В, 50 Гц (рис.). Амперметр в схеме имеет очень маленькое сопротивление. Найдите показание амперметра. Обычно приборы переменного тока градуируются в действующих (эффективных) значениях.


75.Ф1667. К сети переменного напряжения частоты 50 Гц подключены последовательно конденсатор емкостью 10 мкФ и амперметр переменного тока. Последова-тельно с ними включают катушку. При какой индуктивности катушки показания амперметра увеличатся в два раза? При какой индуктивности показания уменьшатся в два раза? Как изменятся токи, если катушки с вычисленными вамп параметрами подсоединять не последовательно, а параллельно конденсатору? Элементы цепи считать идеальными.

76.Ф1681. На ферромагнитный кольцевой сердечник с очень большой магнитной проницаемостью намотаны две совершенно одинаковые обмотки − катушки индуктивностью L каждая. Последовательно с одной из обмоток включаем конденсатор емкостью С, к получившейся последовательной цепочке подключаем параллельно вторую обмотку. При помощи генератора синусоидального напряжения и лампочки накаливания исследуем свойства получившейся схемы (рис.). Как меняется накал лампочки при изменении частоты генератора? Что изменится, если поменять местами выводы одной из обмоток?


77.Ф1696. Цепь из двух конденсаторов емкостью по 10 мкФ и двух резисторов сопротивлением по 1 кОм (рис.) подсоединена к источнику переменного напряжения 220 В, 50 Гц. Что покажет вольтметр, включенный между точками А и Б? А если вместо вольтметра подключить амперметр − какой ток он покажет? А если включить в цепь ваттметр, подсоединив высокоомную его обмотку (обмотку напряжения) непосредственно к источнику, а низкоомную (токовую) к точкам А и Б, − что он покажет?

78.Ф1697. Каждый из двух одинаковых трансформаторов имеет две многовитковые обмотки, в одной из которых витков вдвое больше, чем в другой. Трансформаторы соединены между собой так, как показано на рисунке (никаких дополнительных подробностей нет!), и подключены к сети переменного напряжения 220 В. Что может показывать в этой схеме амперметр? Сердечники трансформаторов сделаны из материала с очень большой магнитной проницаемостью, потерь энергии в трансформаторах нет. Сопротивления резисторов по 1 кОм каждое.

79.Ф1711. Резистор сопротивлением 100 Ом подключен к сети переменною напряжения 220 В, 50 Гц последовательно с диодом (идеальный диод имеет нулевое сопротивление при пропускании через него тока одной полярности и бесконечное сопротивление при попытке пропустить ток другой полярности). Найдите среднюю мощность, выделяющуюся в резисторе в виде тепла. Во сколько раз изменится эта мощность при подключении параллельно резистору конденсатора емкостью 1 мкФ? А при подключении конденсатора емкостью 1000 мкФ?

80.Ф1726. Цепочку из трех одинаковых резисторов сопротивлением R каждый и двух идеальных диодов подключили к источнику переменного напряжения с амплитудой Uo (рис.). Найдите среднюю тепловую мощность, выделяющуюся на каждом из резисторов.