Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 9 гостей.

Задачник Кванта

Переменный ток

101.Ф2012. Катушку индуктивности и конденсатор соединили параллельно и подключили к сети переменного напряжения 220 В, 50 Гц последовательно с амперметром переменного тока (сопротивление амперметра очень мало). Показания амперметра составили при этом 0,015 А. Теперь катушку и конденсатор соединили последовательно и вновь подключили к сети. Напряжение, измеренное на конденсаторе вольтметром (его сопротивление можно считать очень большим), составило 300 В, а напряжение на зажимах катушки оказалось равным 85 В. Считая показания приборов точными, определите по этим данным емкость конденсатора, индуктивность катушки и сопротивление провода, которым намотана катушка. Конденсатор можно считать идеальным, потери в сердечнике катушки очень малы − неидеальность катушки определяется сопротивлением провода, которым она намотана.

102.Ф2024. К обычной сети 220 В, 50 Гц подключены последовательно соединенные конденсатор емкостью 1 мкФ и нагреватель − резистор. Найдите максимальную мощность такого нагревателя. Кстати − зачем там понадобился конденсатор?

103.Ф2032. Трансформатор (рис.) имеет две одинаковые обмотки, каждая обмотка содержит большое количество витков, тороидальный сердечник трансформатора сделан из материала с большой магнитной проницаемостью. Сопротивления резисторов 1 кОм и 3 кОм, индуктивность одной обмотки 10 Гн. Цепь подключена к источнику переменного напряжения 220 В, 50 Гц. Найдите токи через резисторы.


104.Ф2041. Источник переменного напряжения включен между точками А и Б цепи (см. рисунок). При какой частоте источника амплитуда напряжения, измеренного между точками В и Г, будет ровно в 10 раз больше амплитуды напряжения источника? Конденсаторы имеют емкости С = 10 мкФ, катушки − индуктивности L = 1 Гн.

105.Ф2062. На тороидальный ферромагнитный сердечник, сделанный из материала с большой магнитной проницаемостью, намотана катушка, содержащая большое число витков. Катушку подключили к сети 220 В, ток через катушку при этом составил 10 мА (действующее значение). Вольтметр, имеющий сопротивление 10 кОм, подключают между одним из концов катушки и отводом, сделанным от середины катушки (половина витков). Какое напряжение покажет вольтметр? Какой ток теперь течет через источник?

106.Ф2086. Две одинаковые катушки индуктивности соединены последовательно. Выводы получившейся цепочки подключены к звуковому генератору последо-вательно с низковольтной лампочкой для фонарика. Параллельно одной из катушек подключают конденсатор и начинают изменять в широких пределах частоту генератора. На частоте f = 600 Гц наблюдается четкий минимум свечения нити накала лампочки. На какой частоте (частотах) лампочка будет гореть ярче всего?

107.Ф2092. Школьник исследует резонанс в последовательном колебательном контуре, используя генератор звуковой частоты и высокоомный вольтметр переменного напряжения. Конденсатор имеет емкость 0,5 мкФ, индуктивность катушки равна 0,1 Гн. Сопротивление провода, которым намотана катушка, составляет 50 Ом. Вольтметр подключают параллельно конденсатору и изменяют частоту генератора. На какой частоте показания вольтметра будут максимальными? На какой частоте вольтметр покажет максимум, если подключить его к выводам катушки?

108.Ф2102. Генератор незатухающих колебаний собран по обычной «ламповой» схеме − потери в колебательном LC-контуре компенсируются подкачкой энергии через дополнительную катушку, включенную в анодную цепь лампы-триода. Частота колебаний перестраивается за счет изменения емкости конденсатора, включенного в контур (настройка при помощи конденсатора переменной емкости). Генератор работает на заданной частоте, но его настроили неправильно − если мы хотя бы немного уменьшим подкачку энергии (например, уменьшим число витков вспомогательной катушки на один виток), колебания просто не возникнут. Перестоим частоту колебаний на 5 %, уменьшив емкость конденсатора. Как нужно изменить число витков вспомогательной катушки, чтобы генератор мог работать на этой частоте? Считайте, что потери энергии в колебательном контуре связаны главным образом с сопротивлением провода, которым намотана катушка индуктивности. Упрощенная схема генератора приведена на рисунке.


109.Ф2122. Лампа дневного света включена в сеть 220 В, 50 Гц последовательно с катушкой индуктивности, причем в горящем состоянии напряжение на катушке в 3 раза больше напряжения на лампе. Во сколько раз можно увеличить «косинус фи» такой цепи, включив параллельно в сеть конденсатор? Как выбрать емкость такого конденсатора?

110.Ф2136. Для передачи не очень высокоскоростной информации используется витая пара, состоящая из двух тонких изолированных проводов большой длины. Индуктивность проводов в расчете на 1 сантиметр длины пары равна 1 мкГн, емкость между проводами составляет 1 пФ на сантиметр. С какой скоростью бежит электромагнитная волна вдоль такой пары?

111.Ф2143. На кольцевой сердечник с большой магнитной проницаемостью сложенным вдвое изолированным тонким проводом намотана катушка с большим числом витков (получились две одинаковые катушки − одна с выводами А и Б, другая − с выводами В и Г. Индуктивность катушки АБ равна 1 Гн. К точкам В и Г подключили резистор сопротивлением 1000 Ом, к выводам А и Б присоединили источник синусоидального напряжения частоты 1000 Гц с амплитудой 1 В. Какой ток течет через резистор? Как изменится ток, если выводы В и Г поменять местами?

112.Ф2158. Конденсатор емкостью C = 10 мкФ, катушка индуктивностью L = 1 Гн и резистор сопротивлением R = 300 Ом соединены «звездой», а свободные выводы подключены к трем фазам сети напряжением U = 220 В и частотой f = 50 Гц. Найдите напряжение в общей точке элементов по отношению к «нулевому» проводу.

113.Ф2189. К звуковому генератору (ЗГ) подключена электрическая схема из трех одинаковых резисторов сопротивлением R = 1 кОм и трех конденсаторов емкостью С = 1 мкФ (рис.). На какой частоте ЗГ показания амперметра А переменного тока будут минимальны? Сопротивление амперметра считать малым.


114.Ф2218. Вольт-амперная характеристика нелинейного элемента при напряжениях, не превышающих по модулю некоторой величины U0, имеет вид I = αU3. Два диода, включенные параллельно друг другу так, что «плюс» одного соединен с «минусом» другого, имеют похожую характеристику. При подаче на такой элемент напряжения, изменяющегося по гармоническому закону u = U0cosαt, в частотном спектре тока присутствуют первая и третья гармоники. Каково отношение их амплитуд?