Закон Ома для полной цепи 3 Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R



Скачать 205.6 Kb.
страница1/3
Дата20.10.2012
Размер205.6 Kb.
ТипЗакон
  1   2   3

    1. Закон Ома для полной цепи




2.3.1. Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R1 вдвое больше сопротивления R2. Внутреннее сопротивление источника тока r = 0,1 R1. Определить, во сколько раз изменятся показания амперметра и напряжение на клеммах источника при замыкании ключа К?
Решение

1. При разомкнутом ключе К закон Ома для полной цепи записывается следующим образом

. (1)

2. При замыкании ключа сопротивление нагрузки изменится

. (2)

3. Закон Ома в этом случае примет вид

. (3)

4. Отношение токов определится как

. (4)

5. Падение напряжения на клеммах источника при разомкнутом ключе

. (5)

6. Падение напряжения после замыкания ключа

. (6)

7. Отношение напряжений на клеммах источника

. (7)



2.3.2. Батарея замкнутая на сопротивлениеR1 = 10 Ом, даёт ток силой I1 = 3 А; замкнутая на сопротивлениеR2 = 20 Ом, она даёт ток силой I2 = 1,6 А. Определите ЭДС источника  и её внутреннее сопротивление r.
Решение

1. Запишем дважды уравнение закона Ома для полной цепи

(1)

2. Выразим из первого уравнения системы (1) величину  и подставим во второе уравнение

, (2)

3. Разрешим полученное уравнение относительно внутреннего сопротивления источника r

. (3)

4. Значение величины  можно получить из любого уравнения системы (1) при подстановки в него r из уравнения (3)

.



2.3.3. Батареи с ЭДС 1 = 20 В, 2 = 30 В и внутренними сопротивлениями соответственно r1 = 4 Ом, r2 = 6 Ом соединены параллельно и согласно. Каковы должны быть параметры  и r эквивалентного источника, которым можно заменить соединение?

Решение

1. Определим силу тока, протекающего через источники при их совместном включении

. (1)

2. Сила тока, который может быть получен от двух источников при их совместной работе I0 = I1 + I2 = 5 A

3. Общее внутреннее сопротивление

. (2)

4. Определим далее эквивалентную ЭДС

. (3)

Таким образом, эквивалентный источник должен иметь ЭДС  = 12 В и внутреннее сопротивление r = 2,4 Ом.
2.3.4. Две батареи с одинаковым внутренним сопротивлением соединены так, что ЭДС образовавшегося источника напряжения равна . ЭДС одной из батарей 3/2. Нарисуйте все возможные схемы соединений. Для каждого варианта соединений определите ЭДС второй батареи.

Решение



1. Один из вариантов включение источников последовательно и встречно, когда ЭДС второго источника равна 2 = 0,5, а 1 = . В этом случае общая ЭДС  определится как . Внутренне сопротивление такого включения источников будет равно 2r.



2. Возможно и параллельное согласное включение источников, общее сопротивление которых будет равно r/2. Падение напряжения на источниках будет одинаковым и равным . Сила тока через общую шину определится как

. (1)

Сила тока через первый источник

. (2)

Сила тока через второй источник

. (3)

Электродвижущая сила второго источника

. (4)

3. Следующий способ отличается от предыдущего тем, что источники включены встречно. Чтобы получить в результате батарею с ЭДС, равной , необходимо, чтобы у второго элемента ЭДС была равна /2. Как и в предыдущем случае сила тока будет определяться уравнением (1), потому что внутренние сопротивления включены параллельно. Сила тока через первый источник будет определяться как



. (5)

Ток через второй источник

. (6)

Электродвижущая сила второго элемента должна составлять

. (7)


2.3.5. Три одинаковые батареи соединены параллельно и подключены к внешнему сопротивлению. Как изменится сила тока через это сопротивление, если полярность одной из батарей поменять на обратную?
Решение

1. Отметим сразу что, в связи с идентичностью элементов в обоих случаях их параллельного включения суммарное внутреннее сопротивление будет в три раза меньше, чем у одного источника, при этом при согласном включении сила тока через внешнее сопротивление R определится уравнением

. (1)



2. Проанализируем ситуацию при встречном включении одного из источников тока. Результирующий ток определится как

. (2)

3. Отношение сил токов

. (3)



2.3.6. Что покажет вольтметр, если в цепи, изображённой на рисунке, если источники одинаковы, ЭДС каждого из них  =1,5 В, внутреннее сопротивление r = 2 Ом? Чему будет равна сила тока в цепи?
Решение

1. Будем считать, что вольтметр обладает бесконечно большим сопротивлением, в этом случае сила тока в цепи определится соотношением

. (1)

2. Поскольку все три элемента в данной схеме включения работают в режиме короткого замыкания, и ток I0, по сути является током короткого замыкания, то в указанных на схеме точках разность потенциалов будет равна нулю, т.е. UV =0.


2.3.7. Определите заряд конденсатора С ёмкостью С = 4 мкФ в стационарном режиме, если R1 = R2 = R3 = R= 100 Ом. Источник тока обладает ЭДС  = 300 В и нулевым внутренним сопротивлением.
Решение

1. Сопротивления R2 и R3 включены параллельно, поэтому их можно представить эквивалентным одним сопротивлением величиной



. (1)

2. Определим силу тока в цепи

. (2)

3. Падение напряжения на сопротивлении R1 будет равно разности потенциалов на обкладках конденсатора, который для постоянного тока обладает бесконечным сопротивлением

. (3)

4. Заряд конденсатора определим из уравнения энергии

. (4)


2.3.8. Два вертикально расположенных стержня, имеющие длину L = 1 м и диаметр d = 1 см сопротивление на единицу длины = 110 5 Омм, подсоединены через идеальный амперметр к источнику ЭДС = 1,5 В и внутренним сопротивлением r0 = 0,05 Ом. Полосок касается сопротивление R = 0,1 Ом, которое в поле тяжести g начинает соскальзывать вдоль них из верхней точки вниз без нарушения контакта, как показано на рисунке. В пренебрежении эффектами, связанными с магнитным полем, определить какое значение тока I покажет амперметр через время = 0,5 с после начала движения? Силу трения не учитывать

Решение

1. Запишем кинематические уравнения движения сопротивления, считая, что на него действует только сила тяжести и движение происходит по вертикальной оси с нулевой начальной скоростью

, (1)

и определим расстояние которое пройдёт сопротивление за время 

. (2)

2. Определим электрическое сопротивление одного отрезка стержня длиной

. (3)



3. Электрическая схема установки, таким образом представит собой три последовательно включенных внешних сопротивления: R0 = R + 2r

и внутреннее сопротивление источника r0. Закон Ома для полной цепи в этом случае запишется так

. (4)



2.3.9. Два гальванических элемента с 1 =1,5 В и 2 = 4,5 В соединены одноимёнными полюсами. Внутреннее сопротивление первого источника r1 в два раза меньше внутреннего сопротивления второго элемента r2, т.е. r2 = 2 r1. Каковы при этом включении элементов будут показания вольтметра?
Решение

1. Если считать, что вольтметр обладает бесконечным сопротивлением, то разность электродвижущих сил источников тока будет равна сумме падений напряжения на их внутренних сопротивлениях

. (1)

2. С другой стороны второй элемент является внешней нагрузкой для первого элемента

, (2)

где U  показания вольтметра.

3. Выразим из последнего уравнения силу тока в цепи

. (3)

4. Подставим значение силы тока в уравнение (1)

, (4)

откуда

. (5)


2.3.10. Источник тока обладает внутренним сопротивлением r = 1 Ом, ёмкость конденсатора С = 10 мкФ, R1 = 5 Ом, R2 = 10 Ом. До замыкания ключа вольтметр показывает напряжение U1 = 10 В, а после замыкания  U2 = 8 В. Определить заряд конденсатора и величину сопротивления R3.

Решение

1. При разомкнутом ключе ток в цепи отсутствует, поэтому вольтметр будет демонстрировать величину ЭДС, U1 =  = 10 В.

2. Запишем далее уравнение общего сопротивления цепи, считая что конденсатор для постоянного тока в стационарном режиме представляет бесконечное сопротивление

, (1)

с другой стороны

. (2)

3. Определим величину сопротивления R3

. (3)

4. Определим падение напряжения на сопротивлении R3, которое включено параллельно конденсатору

. (4)

5. Заряд, прошедший через конденсатор

. (5)


2.3.11. Идеальный источник тока с = 100 В включен в цепь, состоящую из конденсаторов С3 = С4 = 1 мкФ, С1 = 2 мкФ, С2 =4 мкФ и сопротивления R. Определить падение напряжения на конденсаторах С1 и С2.
Решение

1. При подключении схемы к источнику в цепи потечёт ток до момента полной зарядки всех конденсаторов. После того как конденсаторы зарядятся ток прекращается, т.к. электрические ёмкости представляют для постоянного тока разрыв цепи.

2. Все обкладки конденсаторов, соединённые с сопротивлением будут иметь одинаковый потенциал, при этом пары конденсаторов С1 + С3 и С2 + С4 включены с источником тока последовательно.

3. Падение напряжения на конденсаторах определится уравнением

. (1)

4. Заряд конденсаторов определится как

. (2)

5. Выразим из последнего уравнения величину U2, подставим её в уравнение (1) и разрешим его относительно U1

, (3)

, (4)

. (5)

6. Определим далее величину U2 из уравнения (1)

. (6)


2.3.12. Электрическая схема состоит из двух конденсаторов С1 = 2 мкФ и С2 = 4 мкФ и трёх сопротивлений R1 = 200 Ом, R2 = R3 = 100 Ом. В цепь включён идеальный источник тока с  = 100 В. Определить падение напряжения на конденсаторах U1, U2 и их заряд Q1, Q2.
  1   2   3

Похожие:

Закон Ома для полной цепи 3 Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R iconЗадача №1 о сопротивлении электрической цепи
Составляется электрическая цепь из двух параллельно соединённых сопротивлений. При каком соотношении между этими сопротивлениями...
Закон Ома для полной цепи 3 Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R iconЗакон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома для замкнутой цепи. Источник тока с эдс, равной ε, и внутренним сопротивлением r, замкнут на реостат, сопротивление R
Источник тока с эдс, равной ε, и внутренним сопротивлением r, замкнут на реостат, сопротивление R, которого можно менять от 0 до...
Закон Ома для полной цепи 3 Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R iconЗакон Ома для полной (замкнутой) цепи
Эдс и внутреннее сопротивление источника тока; показать важность существенных связей между физическими величинами на уровне теоретических...
Закон Ома для полной цепи 3 Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R icon«Лабораторная работа №7 «Измерение электродвижущей силы и внутреннего сопротивления источника тока»
Цель: научить измерять эдс источника тока и определять его внутреннее сопротивление, используя закон Ома
Закон Ома для полной цепи 3 Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R iconИсследование цепи постоянного тока
Цель работы: опытным путем определить потери напряжения и мощности в цепи в зависимости от тока в цепи. Определить внутреннее сопротивление...
Закон Ома для полной цепи 3 Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R iconТест 10 Сопротивление проводников. А. Сила тока на участке цепи
И. Собрали цепь из источника тока, лампочки и тонкой стальной проволоки. Лампочка станет гореть тусклее, если
Закон Ома для полной цепи 3 Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R icon«Закон Ома для участка электрической цепи»
...
Закон Ома для полной цепи 3 Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R iconЗакон Ома для участка цепи. Последовательное и параллельное соединение проводников
...
Закон Ома для полной цепи 3 Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R iconУрок 46 Тема урока: Параллельное соединение проводников
В, лампочки от карманного фонаря сопротивлением 13,5Ом, двух спиралей сопротивлением 3 и 2 Ом, ключа и соединительных проводов. Все...
Закон Ома для полной цепи 3 Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R iconЗакон ома для замкнутой цепи. (ф 11) уэ 1 Цель: Восприятие и первичное осознание нового материала: эдс. Направление тока во внешней цепи. Закон Ома для замкнутой цепи. Сила тока короткого замыкания
Уэ – 1 Цель: Восприятие и первичное осознание нового материала: эдс. Направление тока во внешней цепи. Закон Ома для замкнутой цепи....
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org