Зборнік задач па курсе агульнай фізікі
Выдавец: Вышэйшая школа
Памер: 276с.
Мінск 1993
22.19. Дыяметр каркаса саленоіда d0,10 м. Саленоід змяшчае N = 500 віткоў. Пры падключэнні яго да акумўлятара з ЭРС ё = 12 В праз Z = 1,0 х х 10~3 с сіла току ў ланцугу дасягае значэння /= 2,0 А. Вызначыць даўжыню саленоіда, калі яго супраціўленне R = 3,0 Ом, а супраціўленні акумулятара і падводзячых праваднікоў можна не ўлічваць.
22.20. Вызначыць энергію магнітнага поля саленоіда, які мае N = 500 віткоў, наматаных на кардонавы каркас радыусам R = 2,0 см і даўжынёй 1= =0,50 см, калі сіла току ў ім / = 5,0 А.
22.21. Радыус доўгага прамалінейнага сардэчніка саленоіда R = 1,0 см. Саленоід змяшчае п = 10 віткоў на 1 см даўжыні. Абмотка выканана з меднага дроту сячэннем 5 = 1,0 мм2. Праз які час у абмотцы саленоіда вылучыцца колькасць цеплыні, роўная энергіі магнітнага поля ў сардэчніку, калі яна злучана з крыніцай пастаяннага напружання?
22.22. У абмотцы саленоіда, супраціўленне якой R = 1,0 Ом і індуктыўнасць L = 20 мГн, сіла току / = 5,0 А. Чаму роўная энергія магнітнага поля саленоіда праз Z = 1,0 мс пасля адключэння крыніцы току?
22.23. На жалезным кольцы, сярэдні дыяметр якога d = 20 см, маецца абмотка з колькасцю віткоў N = 800. У кольцы зроблены прарэз шырынёй b = 1,0 мм. Пры сіле току ў абмотцы /= 1,0 А магнітная індукцыя ў прарэзе .8=0,8 Тл. Вызначыць магнітную пранікальнасць жалеза пры гэтых умовах. Рассеянне поля на краях прарэзу не ўлічваць.
22.24. Таройд з сардэчнікам з чыстага жалеза мае абмотку, якае змяшчаеА=500віткоў. Току абмотцы/=2 А. Сячэннетаройда 5 = 10 см2, сярэдні радыус R = 30 см. Вызначыць магнітную энергію,назапашаную ў сардэчніку. Выкарыстаць графік В (гл. дадатак 22).
22.25. Віток ізаляванага дроту выгнуты ў выглядзе васьмёркі, кольцы якой маюць радыусы rj = 60 см і г2 = 3,0 см. Віток знаходзіцца ў магнітным полі індукцыяй 5=1,0 Тл. Вектар магнітнай індукцыі псрпендыкулярны плоскасці вітка. Ізаляцыя дроту разлічана на напружанне 10 В. Ці будзе прабіта ізаляцыя, калі магнітнае поле рэзка выключыць? Час выключэння поля Az = 10 3 с.
22.26. У вертыкальным магнітным полі з вялікай вышыні падае кольца дыяметрам d, зробленае з тонкага дроту. Плоскасць кольца ўвесь час гарызантальная. Знайсці скорасць падзення кольца, калі індукцыя магнітнага поля змяняецца з вышынёй па закону В = Во (1 + ah).
§ 23. ПЕРАМЕННЫ TOK.
ЭЛЕКТРАМАГНІТНЫЯ ВАГ АННІI ХВАЛІ
Эфектыўныя значэнні сілы пераменнага току і пераменнага напружання:
9 1 _ / э 9 1 п,Т о
~т { * dt ’ “ dt -
дзе Т — перыяд току, і і й — імгненныя значэнні сілы току і напружання адпаведна.
У выпадку сінусаідальнага току
1 эф ~ 2 ’ ^эф “ 2 ’
дзе Iт , Um — амплітуды сілы току і напружання адпаведна.
Пры паслядоўным злучэнні элементаў ланцуга поўнае супраціўленне пераменнаму току
Z 4й2 + (a>L -
дзе R, L, С — актыўнае супраціўленне, індуктыўнасць і ёмістасць ланцуга адпаведна; ш — кругавая частата.
Імгненная магутнасць пераменнага току
N “ 2эф^эфсо^^*
дзе ф — зрух фазы паміж токам і напружаннем.
Перыяд свабодных затухаючых ваганняў вагальнага контуру
2л
' ■ JS ( Л ■
Лагарыфмічны дэкрэмент затухання
R
О -^т т.
Скорасць распаўсюджвання электрамагнітных ваганняў у ізатропным асяроддзі з дыэлектрычнай пранікальнасцю г і магнітнай пранікальнасцю /с
v = с / А г ц ' ,
дзе с1/4 eq /<0 — скорасць распаўсюджвання электрамагнітных ваганняў у вакууме.
23.1. Вызначыцьэфектыўнае значэннесінусаідальнагатоку, калі ягосярэдняе значэнне за паўперыяд 2,0 А.
23.2. Знайсці эфектыўнае і сярэдняе значэнні сілы току прамавугольных імпульсаў, перыяд якіх у 4 разы большы за іх працягласць, а максімальнае значэнне 0,80 А.
23.3. Прыбор магнітаэлектрычнай сістэмы паказвае сярэдняе значэнн вымяраемай велічыні за перыяд, а прыбор цеплавой сістэмы—эфектыўнае значэнне. Якімі будуць паказанні амперметраў гэтых сістэм пры паслядоўным іх уключэнні ў ланцуг, што сілкуецца ад аднапаўперыяднага выпрамніка, калі амплітуднае значэнне сілы току 5 А?
23.4. Замкнёны контур у выглядзе квадратнай рамкі, старана якой a =8,0 см, раўнамерна верціцца з вуглавой скорасцюы = 105 рад/с у аднародным магнітным полі індукцыяй В = 3,010-2 Тл. Вось вярчэння праходзіць
праз цэнтр рамкі і перпендыкулярная лініям поля магнітнай індукцыі. Знайсці амплітуднас і эфсктыўнае значэнні ЭРС у контуры.
23.5. Вызначыць ёмістасць кандэнсатара, які ў ланцугу пераменнага току з частатой 50 Гц аказвас такое супраціўленне, як і рэзістар з супраціўленнсм 100 Ом.
23.6. Для вызначэння індуктыўнасці дроселя яго спачатку ўключаюць у ланцуг пастаяннага току, а затым у ланцугпераменнага току частатой u = =50 Гц. Паралельна да дроселя падключаны электрадынамічны вальтметр. Вызначыць індуктыўнасць дроселя, калі пры праходжанні праз яго пастаяннага току /] = 3,0 А паказанне вальтметра = 15 В, а пры перамснным току /2 = 2,0 A — U2 = 120 В.
23.7. У сетку напружаннем 220 В уключаны паслядоўна катушка індуктыўнасцю 0,16 Гн, праваднік супраціўленнсм 2,0 Ом і кандэнсатар ёмістасцю 64 мкФ. Вызначыць сілу току ў ланцугу, калі частата яго 200 Гц. Пры якой частаце настанс рэзананс напружанняў і якія будуць пры гэтым сіла току і напружанне на зацісках катушкі і кандэнсатара?
23.8. Дуга Пятрова сілкуецца токам прамысловай частаты з эфектыўным напружаннсм 127 В. Вызначыць індуктыўнасць дроселя з актыўным супраціўленнем 1 Ом, які патрэбна ўключыць паслядоўна з дугой, каб атрымаць сілу току 20 А пры супраціўленні дугі 2,0 Ом.
23.9. Неонавая лямпа, якая загараецца і гасне пры напружанні 84 В, уключана ў ланцуг пераменнага току прамысловай частаты з эфектыўным напружаннем 120 В. Вызначыць час паміж успышкамі і працягласць успышкі.
23.10. Ртутна-кварцавая лямпа ПРК-2 падключана да крыніцы пераменнага напружання частатой 50 Гц праз дросель індуктыўнасцю 0,10 Гн. Вызначыцьактыўнае супраціўленне дроселя, калі напружанне на ім 180 В, а эфектыўная сіла току 4,0 А.
23.11. Кандэнсатар ёмістасцю5 мкф і праваднік супраціўленнем 150 Ом
уключаны паслядоўна ў ланцуг псраменнага току з напружаннем 120 В і
частатой 50 Гц. Вызначыць максімальнае і эфектыўнае значэнні сілы току,
зрух фаз паміж токам і напружаннем, а таксама эфектыўную магутнасць.
23.12. Вызначыць эфектыўнае значэнне сілы току, эфектыўную магутнасць і зрух фаз паміж токам і напружаннем, калі праваднік супраціўленнем 150 Ом і кандэнсатар ёмістасцю 5,0 мкФ уключаны паралельна ў ланцуг пераменнага току напружаннем 120 В і частатой 50 Гц.
23.13. У ланцуг пераменнага току частатой 50 Гц уключаны катушка індуктыўнасці, вальтметр, ампермстр і ватметр (рыс. 23.1). Паказанні вальтметра, амперметра і ватметра адпаведна 120 В, 10
Рыс.23.1
А і 900 Вт. Вызначыць каэфіцыент самаіндукцыі
93ак. 5409
катушкі, яеактыўнаесупраціўленнеізрухфазпаміжтокам і напружаннем.
23.14. У ланцуг пераменнага току з эфектыўным напружаннем 220 В падключаны паслядоўна катушка індуктыўнасцю 0,50 Гн і актыўным супраціўленнем 10 Ом і кандэнсатар ёмістасцю 0,50 мкФ. Вызначыць эфектыўныя значэнні сілы току і магутнасці.
23.15. Трыаднолькава зараджаныя кандэнсатары ёмістасцюС = 5,0мкФ кожны злучаюць у батарэю і падключаюць да катушкі, актыўнае супраціўленне якой R = 20 Ом і індыктыўнасць L = 0,02 Гн. У колькі разоў будуць адрознівацца перыяды затухаючых ваганняў, калі кандэнсатары злучыць адзін раз паралельна, а другі — паслядоўна?
23.16. Рэзанансная частата вагальнага контура, які складзены з паслядоўна злучаных кандэнсатара і катушкі індуктыўнасці, =4 кГц. Вызначыць індуктыўнасць катушкі, калі вядома, што поўнае супраціўленне гэтага контуру пераменнаму току частатой v = 1 кГц роўна Z1 кОм, a актыўнае супраціўленне катушкі R = 10 Ом.
23.17. Зараджаны кандэнсатар ёмістасцю 0,50 мкФ падключылі да катушкі індуктыўнасцю 5,0 мГн. Праз які час ад моманту падключэння катушкі энергія электрычнага поля кандэнсатара стане роўнай энергіі магнітнага поля катушкі? Актыўнае супраціўленне катушкі не ўлічваць.
23.18. Вызначыць ёмістасць кандэнсатара вагальнага контуру, калі вядома, што індуктыўнасць катушкі роўная 5,0 мГн, а максімальныя значэнні сілы току і напружання на кандэнсатары адпаведна 10 А і 50 В. Актыўнае супраціўленне катушкі не ўлічваць.
23.19. Загальны контур складаецца з кандэнсатара ёмістасцю 4,0 мкФ і катушкі індуктыўнасцю 10 мГн. Пры якім актыўным супраціўленні контуру ў ім яшчэ могуць узнікнуць электрамагнітныя ваганні?
23.20. Вызначыць частату ўласных ваганняў вагальнага контуру, складзенага з кандэнсатара ёмістасцю С = 2,0 мкФ і катушкі даўжынёй 1 = 0,10 м і радыусам R = 1,0 см, якая ўтрымлівае N = 500 віткоў, калі актыўнае супраціўленне катушкі можна не ўлічваць, а магнітная пранікальнасць асяроддзя ц =1.
23.21. Вагальны контур складзены з кандэнсатара ёмістасцю 2,0 мкФ і катушкі індуктыўнасцю 0,10 Гн і супраціўленнем 10 Ом. Вызначыць лагарыфмічны дэкрэмент затухання ваганняў.
23.22. Вызначыць актыўнае супраціўленне вагальнага контуру, індуктыўнасць якога £=1,0 Гн, калі праз / = 0,10 с амплітуднае значэнне ндпружання на кандэнсатары зменшылася ў п = 4 разы.
23.23. Вызначыць частату ўласных ваганняў вагальнага контуру, калі максімальнае напружанне на яго кандэнсатары ёмістасцю С = 0,50 мкФ Um = 100 В, а максімальная сіла току ў катушцы /„ = 50 мА. Актыўнае супраціўленне катушкі не ўлічваць.
23.24. Якую энергію неабходна падвесці да вагальнага контуру з лагарыфмічным дэкрэментам затухання 0 = 0,03, каб падтрымліваць у ім зату-
хаючыя ваганні на працягу / = 1 гадз., калі ёмістасць кандэнсатара контуру С=0,050мкФ, індуктыўнасцькатушкі Л=2,0 мГн, а максімальнаясілатоку ў ёй I = 0,5 А?
23.25. На якую даўжыню хвалі настроены радыёпрыёмнік, калі ёмістасць яго вагальнага контуру 450 пФ, а індуктыўнасць катушкі 1,5 мГн?
23.26. Вызначыць скорасць распаўсюджвання электрамагнітных ваганняў у шкале, калі е = 7, р = 1.
23.27. Двухправодная лінія звязана індуктыўна з генератарам электрамагнітных ваганняў і апушчана ў спірт. Вызначыць частату генератара, калі адлегласць паміж максімумамі ў стаячай хвалі 0,50 м, а адносныя значэнні дыэлектрычнай і магнітнай пранікальнасцей спірта адпаведна роўныя 26 і 1.
23.28. Пры падачы напружання Ul = 100 В на першасную абмотку трансфарматара з тарайдальным ферытавым сардэчнікам, магнітная пранікальнасць якога P] = 2000, напружанне на яго разамкнутай другаснай абмотцы складае t/2 = 199 В. Якое напружанне было б на разамкнутай другаснай абмотцы, калі б магнітная пранікальнасцьсардэчніка былам2 = 20? Рассейванне магнітнага патоку і страты ў сардэчніку не ўлічваць. Каэфіцыент трансфармацыі трансфарматара к = 2.
КНІГІ ОНЛАЙН
