Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 2 гостя.

Задачник Кванта

Переменный ток

81.Ф1732. К источнику переменного напряжения, частоту которого можно изменять в широких пределах, подключена цепь из двух одинаковых катушек индуктивностью L, двух конденсаторов емкостью С и амперметра переменного тока с очень малым сопротивлением (рис.). Амплитуда напряжения источника Uo. На какой частоте ток через амперметр будет минимальным? Чему равна амплитуда этого тока? Элементы цепи считайте идеальными.


82.Ф1741. К источнику переменного напряжения подключены последовательно резистор сопротивлением 200 Ом и катушка индуктивностью 2 Гн, а параллельно этой цепочке включен конденсатор емкостью 10 мкФ. Ток через резистор и катушку имеет амплитуду 0,2 А, ток через конденсатор имеет амплитуду 0,3 А. Найдите по этим данным частоту переменного тока, амплитуду тока, протекающего через источник, и сдвиг фаз между напряжением источника и током через него.

83.Ф1742. Резистор сопротивлением 200 Ом подключен к сети 220 В, 50 Гц необычным образом − через трансформатор с одинаковыми обмотками (рис.). Индуктивность каждой обмотки составляет 5 Гн. Найдите ток через резистор и сдвиг фаз между этим током и напряжением сети. Сопротивлением проводов и обмоток трансформатора пренебречь, рассеяние магнитного потока считать малым.


84.Ф1771. К источнику переменного напряжения подключены катушка, резистор и конденсатор, в цепь включены три амперметра переменного тока, показания которых 1 А, 0,7 А и 0,5 А (рис.). Как изменятся показания приборов после отключения резистора? Элементы цени считать идеальными.

85.Ф1786. На рисунке приведена схема, собранная из катушки индуктивностью 1 Гн, конденсатора емкостью 1 мкФ, идеальною амперметра и двух резисторов сопротивлениями по 100 Ом. Схема подключена к источнику переменного напряжения U = 100•cos(1000t). Найдите показания амперметра.

86.Ф1822. К источнику переменного напряжения подключили последовательно амперметр и два «черных ящика», в каждом из которых может находиться резистор, конденсатор или катушка индуктивности. Переключили «ящики» из последовательного соединения в параллельное − показание амперметра осталось прежним. Начнем теперь изменять частоту источника − показания амперметра при этом будут вначале уменьшаться, а потом увеличиваться. Во сколько раз нужно изменить частоту, чтобы показания амперметра вернулись к первоначальному значению? Элементы внутри ящиков считайте идеальными.

87.Ф1831. Источник переменного напряжения U = Uo•cosωt подключен к последовательно соединенным конденсатору емкостью С = 1 мкФ и катушке индуктивностью L = 1 Гн. Вольтметр, присоединенный к источнику, показывает напряжение U1 = 1 В, а если подключить его к катушке, он покажет U2 = 100 В. Какой может быть частота источника ω? Элементы цепи считайте при расчете идеальными. А если катушка намотана проводом, имеющим сопротивление, то при каком его сопротивлении описанное выше возможно?

88.Ф1846. Два одинаковых трансформатора содержат по две обмотки, одна из которых имеет в 2 раза больше витков, чем другая. Одну из обмоток первого трансформатора подключают к сети переменного напряжения 220 В, к другой обмотке этого трансформатора подсоединяют последовательно с резистором сопротивлением 200 Ом одну из обмоток второго трансформатора, а к выводам второй обмотки этого трансформатора подключают идеальный амперметр переменного тока. Что покажет прибор?

89.Ф1852. К звуковому генератору подключили цепь, состоящую из амперметра переменного тока, двух одинаковых конденсаторов и катушки индуктивности (рис.). На частотах 1000 Гц и 1100 Гц показания амперметра оказались одинаковыми. На какой частоте ток будет практически нулевым? На какой частоте ток окажется очень большим? При расчете элементы цепи считайте идеальными.


90.Ф1867. Два генератора гармонических колебаний с частотами 50 Гц и 400 Гц включены, как показано на рисунке : «общие» их выходы соединены непосредственно, а «сигнальные» − через последовательно соединенные катушку индуктивностью 1 Гн и конденсатор емкостью 1 мкФ. Амплитуда напряжения каждого генератора 10 В, сопротивление провода, которым намотана катушка, 1 Ом, в остальном элементы цепи можно считать идеальными. Найдите максимальный заряд конденсатора и среднюю мощность, переходящую в тепло.

91.Ф1875. Конденсаторы емкостями 1 мкФ и 2 мкФ соединены последовательно. Каждый из них может выдержать напряжение 200 В (так написано в документации). Можно ли их подключать крайними выводами к сети переменного напряжения 220 В? А к источнику постоянного напряжения 220 В? Диэлектрик − промасленная бумага (самый распространенный тип конденсатора такой емкости в недавнем прошлом).

92.Ф1876. Конденсатор емкостью С зарядили до напряжения Uo и подключили к катушке индуктивностью L, после чего в цепи возникли колебания. В некоторый момент к выводам конденсатора подключают параллельно соединенные резистор сопротивлением R и еще одну катушку индуктивностью 3L. Найдите максимальное и минимальное количества теплоты, которые могут выделиться в резисторе за достаточно большой интервал времени. Считайте элементы цепи идеальными.

93.Ф1892. Колебательный контур состоит из разнесенных в пространстве катушки индуктивностью L с малым сопротивлением и плоского конденсатора емкостью С, расстояние между пластинами которого равно d. Пластины конденсатора не заряжены, и ток в контуре не течет. За время τ << √{LC} в области пространства, где находится конденсатор, создали однородное электрическое поле Е, направленное перпендикулярно пластинам. Катушка при этом осталась вне электрического поля. Каким будет в дальнейшем максимальный ток в контуре?

94.Ф1897. «Суточный» ТВ-спутник выработал свой ресурс, его заменили другим, запущенным на ту же орбиту, но первый не отключился и продолжает работу. Теперь телевизионные приемники принимают оба сигнала, частоты которых точно совпадают. Найдите «медианный» уровень сигнала на входе приемника (медианным называют уровень, который превышается в половине времени приема). Найдите уровень, ниже которого суммарный сигнал падает в течение 1 % времени приема. Уровень сигнала от одного передатчика составляет Uo. Скорости спутников почти одинаковы, периодически срабатывает система коррекции орбиты.

95.Ф1912. В вашем распоряжении есть резистор сопротивлением 1000 Ом, катушка индуктивностью 1 Гн и конденсатор емкостью 10 мкФ. Источник переменного напряжения частоты 50 Гц имеет амплитуду 1 В. Как нужно соединить элементы цепи, чтобы ток через резистор был минимально возможным (но не нулевым)? Как нужно их соединить, чтобы ток через резистор был максимальным? Найдите амплитуды этих токов. Элементы цепи считайте идеальными.

96.Ф1936. В цепи на рисунке катушки индуктивности одинаковы, и их можно считать идеальными. Сопротивления вольтметров одинаковы, и их можно считать чисто активными («омическими»). Амплитуда гармонического напряжения источника составляет Uo, a частоту этого напряжения можно менять в широких пределах. Какими могут быть максимальные показания каждого из вольтметров? Что при этом будет показывать другой вольтметр?


97.Ф1957. Цепь из катушки индуктивностью L и конденсатора емкостью С используют в качестве фильтра низких частот (рис.). При увеличении частоты генератора начиная с некоторой частоты напряжение на нагрузке уменьшается и при дальнейшем увеличении частоты становится совсем малым. При каком сопротивлении нагрузки R напряжение с увеличением частоты генератора будет меняться монотонно? (Если взять R достаточно большим, то будет явно выражен резонанс − при приближении к собственной частоте LC-контура напряжение нагрузки будет резко возрастать, и только потом на еще больших частотах − будет уменьшаться).

98.Ф1981. К источнику переменного напряжения (звуковой генератор) подключена последовательная цепь, состоящая из катушки индуктивностью L = 1 Гн, конденсатора емкостью С = 1 мкФ и резистора сопротивлением R. Будем увеличивать частоту напряжения источника, сохраняя неизменной его амплитуду. При каких условиях напряжение, измеренное идеальным вольтметром на выводах конденсатора, будет при увеличении частоты вначале увеличиваться, а затем уменьшаться? На какой частоте напряжение конденсатора окажется максимальным при R = 100 Ом?

99.Ф1996. Конденсатор емкостью С и катушка индуктивностью L соединены друг с другом, и в получившемся контуре происходят колебания. В тот момент, когда напряжение конденсатора составляло U1, а через катушку тек ток I1, параллельно контуру подключили резистор сопротивлением R. Какое количество теплоты выделится в резисторе? Какой заряд протечет через катушку, начиная с этого момента?

100.Ф1997. К точками A и Б схемы, изображенной на рисунке , подключают источник переменного напряжения 36 В, 50 Гц. Что покажет вольтметр с большим внутренним сопротивлением, если включить его между точками Б и В? Конденсаторы в схеме имеют емкости, например, 1 мкФ. Диоды можно считать идеальными. Придумайте также хорошее название для этой схемы.