1611143572-9d260122e1f7b937cc263fb9b1cd060d (825035), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Идеальным генератором напряжения называется такой генератор,напряжение на котором при любой нагрузке одинаково. Идеальным генераторомтока называется генератор, создающий одинаковый ток при любой нагрузке. Какой смысл имеет утверждение: «У идеального генератора тока бесконечное сопротивление, а у идеального генератора напряжение нулевое»? Реальный генератор напряжения теряет энергию на внутреннем сопротивлении, он эквивалентенидеальному генератору напряжения с последовательно присоединенным сопротивлением. Реальный генератор тока имеет конечное сопротивление утечки, онэквивалентен идеальному генератору тока с параллельно присоединенным сопротивлением (шунтом).
Изобразите схему генератора тока с внутренним шунтом,эквивалентного генератору с напряжением 120 В и внутренним сопротивлением20 Ом∗) .8.3.20. Генератор с одной нагрузкой дает ток 4 А при напряжении 120 В,а с другой нагрузкой — ток 2 А при напряжении 160 В. Найдите параметрыэквивалентных схем генератора тока и генератора напряжения.8.3.21. Через аккумулятор под конец его зарядки течет ток 4 А. При этомнапряжение на его клеммах 12,6 В. При разрядке того же аккумулятора током6 А напряжение составляет 11,1 В.
Найдите ток короткого замыкания.8.3.22. При исследовании зависимости тока фотоэлемента от его освещенности используют микроамперметр, шкалы которого для измерений не хватает.Чтобы увеличить вдвое пределы измерения токов, к микроамперметру подсоединяют соответствующий шунт. После этого при том же освещении фотоэлементаизменилось не только отклонение стрелки прибора, но и сама сила тока. Объясните почему, и подтвердите свое объяснение расчетом. Фотоэлемент при посто∗)194Напряжением генератора называют разность потенциалов на разомкнутом выходе генератора.янном освещении можно считать генератором напряжения или генератором токас фиксированными параметрами.♦ 8.3.23.
Сопротивления R1 , R2 , R3 в схеме, изображенной на рисунке, и ток I3 ,протекающий через сопротивление R3 , известны. Определите токи через сопротивление R1 и R2 и напряжение на батарее.♦ 8.3.24. В схеме, изображенной на рисунке, указаны сопротивления и токчерез одно из сопротивлений. Определите токи через все сопротивления и напряжение генератора.♦8.3.25. Используя симметрию схем, решите следующие задачи.а.
Ребра проволочного куба имеют одинаковое сопротивление r. Ток в одномребре i. Определите разность потенциалов между узлами A и B, сопротивлениемежду этими узлами и полный ток от A к B.б. Определите токи в каждой стороне ячейки, полный ток от узла A к узлу Bи полное сопротивление между этими узлами. Сторона каждой ячейки имеет сопротивление r, и ток, протекающий по одной из сторон, равен i.в. Каждая сторона квадрата имеет сопротивление r. Определите сопротивление между узлами A и B.
Чему равно сопротивление между узлами C и D?♦ 8.3.26. При решении задач с несколькими источниками ЭДС можно сначала рассчитать токи, создаваемые каждым источником ЭДС, потом найти полныйток как сумму этих токов. Этот способ вполне законен, если при расчетах принимать во внимание внутреннее сопротивление источников, и называется методомсуперпозиции. Определите, используя этот метод, ток между узлами A и B.♦ 8.3.27∗ . а. Если в бесконечной схеме, состоящей из квадратных ячеек, черезодин узел A подводят ток i, а через соседний узел B отводят ток i, то какойток идет по сопротивлению, соединяющему узлы A и B? Каково эквивалентноесопротивление цепи между этими узлами, если сопротивление стороны ячейки r?♦б.
Каково эквивалентное сопротивление между соседними узлами бесконечной кубической арматуры, если сопротивление ребра куба r?♦в. Определите сопротивление между узлами A и B двумерной бесконечнойсетки с ячейками в виде правильных шестиугольников и узлами C и A, расположенными через один соседний узел. Сторона каждой ячейки имеет сопротивление r.8.3.28. Две батареи с ЭДС E1 = 20 В, E2 = 30 В и внутренними сопротивлениями соответственно r1 = 4 Ом, r2 = 60 Ом соединены параллельно. Каковыпараметры E и r генератора, которым можно заменить батареи без изменениятока в нагрузке?1958.3.29.
Две батареи с одинаковым внутренним сопротивлением соединенытак, что ЭДС образовавшегося источника напряжения равна E. ЭДС одной избатарей (3/2)E. Нарисуйте все возможные схемы соединений. Для каждой из схемопределите ЭДС второй батареи.8.3.30. Три одинаковые батареи, соединенные параллельно, подключены квнешнему сопротивлению. Как изменится ток через это сопротивление, если переключить полярность одной из батарей?♦ 8.3.31. Что покажет вольтметр, если генераторы одинаковы? Какой ток идетв цепи, если напряжение каждого генератора 1,5 В, а внутреннее сопротивление2 Ом?♦ 8.3.32.
Найдите показания вольтметра, если внутреннее сопротивление одной батареи 3 Ом, а другой 1 Ом. ЭДС каждой батареи 1,5 В.♦ 8.3.33. Электроплитка имеет три секции с одинаковым сопротивлением. Припараллельном их соединении вода в чайнике закипает через 6 мин. Через какоевремя закипит вода той же массы и той же начальной температуры при соединении секций, как показано на рисунке?8.3.34. Имеется проволока с сопротивлением R, через которую можно безриска ее пережечь пропускать ток, не превышающий I.
Какую наибольшую мощность может иметь электрический нагреватель, изготовленный из этой проволоки, при включении в сеть с напряжением V IR? Проволоку можно разрезатьна куски и соединять последовательно и параллельно.8.3.35. Две электроплитки, соединенные в цепь параллельно, потребляютмощность N . Какую мощность будут потреблять эти электроплитки, включенные последовательно, если одна из электроплиток потребляет мощность N0 ?8.3.36. В старой аккумуляторной батарее, состоящей из n последовательно соединенных аккумуляторов с внутренним сопротивлением r, внутреннее сопротивление одного из аккумуляторов резко возросло до 10 r. Считая ЭДС всехаккумуляторов одинаковой, определите, при каком сопротивлении нагрузки мощ196ность, выделяемая на ней, не изменится при коротком замыкании поврежденногоаккумулятора.8.3.37.
Аккумулятор подключен один раз к внешней цепи с сопротивлением R1 , другой раз — с R2 . При этом количество теплоты, выделяющейся во внешней цепи в единицу времени, одинаково. Определите внутреннее сопротивлениеаккумулятора.8.3.38. Сравните напряжение на клеммах, а также мощность, выделяемуюво внешней цепи батареей из 50 элементов, соединенных последовательно и имеющих каждый сопротивление 0,2 Ом и ЭДС 2 В, если сопротивление внешней цепи0,2 Ом, и электрофорной машиной, создающей на шаровых кондукторах разностьпотенциалов 100 кВ и обладающей внутренним сопротивлением 108 Ом, если сопротивлением внешней цепи 105 Ом.
Как изменится ток и мощность во внешнейцепи, если сопротивление ее удвоится?8.3.39. От источника напряжения 10 кВ требуется передать на расстояние5 км мощность 500 кВт; допустимая потеря напряжения в проводах 1 %. Каковоминимальное сечение медного провода? Во сколько раз следует повысить напряжение источника, чтобы снизить потери мощности в 100 раз в той же линии припередаче той же мощности?8.3.40. Как зависит мощность генератора, выделяемая на внутреннем сопротивлении, от тока I? Напряжение генератора E, внутреннее сопротивление r.Какому сопротивлению соответствует максимальная мощность?8.3.41.
Какую наибольшую мощность можно получить от генератора с напряжением 100 В и внутренним сопротивлением 20 Ом? Какую мощность можнополучить от того же генератора при КПД 80 %? Если максимальный допустимый ток через генератор составляет 0,1 от тока короткого замыкания, то какуюнаибольшую мощность можно получить от генератора, не опасаясь его порчи?♦ 8.3.42∗ . В термостат нужно подводить тепло с постоянной скоростью. Во время опыта в нем изменяется температура, что вызывает изменение сопротивления нагревательной спирали. Нужно, чтобы выделяемая на сопротивлении спирали r мощность почти не менялась при малых изменениях r. Постройте график зависимости мощности от rи определите, используя этот график, при каком соотношении R и r достигается желаемая нечувствительность мощности к изменению r.8.3.43.
Зарядка аккумулятора с ЭДС E осуществляется зарядной станцией,напряжение в сети которой V . Внутреннее сопротивление аккумулятора r. Определите полезную мощность, расходуемую на зарядку аккумулятора, и мощность,идущую на выделение тепла в нем. Превышает ли полезная мощность аккумулятора тепловую? Почему при быстрой зарядке аккумулятора нужно специальнозаботиться об отводе тепла?♦ 8.3.44.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
