Электр құбылыстары: деңгейлік есептер мен олардың шешімдері

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 4 бет
Таңдаулыға:

«Электр құбылыстары» тарауы бойынша деңгейлік есептер.

Электр өрісінің кернеулігі 250 Н/Кл болатын 10 нКл нүктелік зарядтан заряд қандай арақашықтықта орналасқан?

Б е р і л г е н і :

Е=250 Н/Кл

q=10 нКл

k=9 * 10 ⁹ Н*м ³ /Кл ²

ХБЖ

10*10 ^-9 Кл

Ш е ш у і . Электр өрісінің кернеулігінің формуласын жазайық

$\ E = k\frac{q}{r^{2}}$

осыдан арақашықты өрнектейік

$r = \sqrt{\frac{kq}{E}}$

r - ?

Б е р і л г е н і :Е=250 Н/Клq=10 нКлk=9 * 109Н*м3/Кл2:

Енді соңғы формулаға сандық мәндерін қойып, арақышықты табамыз

$r = \sqrt{\frac{9*10^{9}\ \frac{Н \bullet м^{2}}{{Кл}^{2}}*10*10^{- 9}\ Кл}{250\ \frac{Н}{Кл}}} = 0, 6\ м = 60\ см\$

Жауабы: 60 см

R ₄

R ₁

R ₂

R ₃

R ₅

Егер R1= R2=R3=R4=10 Ом, R5=3 Ом, U=12 В болса, суреттегі R4және R5кедергілері арқылы қандай токтар өтеді? Тізбектің жалпы кедергісі қандай?

Шешуі : Есепте берілген схеманы келесідей етіп салуға болады. Алынған эквивалентті ізбек кедергілері өзара тең R ₁ = R ₂ =R ₃ =R ₄ =10 Ом резисторлардан көпір схеманы құрайды. А және В нүктелерінің арасындағы потенциалдар айырымы нөлге тең. Сондықтан R ₅ кедергісі арқылы өтетін ток нөлге тең болады. Тізбектің жалпы кедергісін табу үшін R ₁ және R ₂ резисторлар арқылы өтетін ток күші $I_{1. 2} = \frac{U}{{\ R}_{1} + R_{2}} = \frac{U}{2R}$ екенін ескереміз. R ₃ және R ₄ резисторлары арқылы да сондай $I_{3. 4} = I_{3} = I_{4} = \frac{U}{{\ R}_{3} + R_{4}} = \frac{U}{2R} = \frac{12\ В}{20\ Ом} = 0, 6\ А\$ ток өтеді. Олай болса тізбектің жалпы ток күші $I_{ж} = \frac{U}{R}$ болады, ал жалпы кедергісі $R_{ж} = \frac{U}{I_{ж}} = 10\ Ом$ тең.

${\ R}_{1}$

${\ R}_{2}$

${\ R}_{5}$

${\ R}_{3}$

${\ R}_{4}$

Элекр сымының ұзындығы 200 км. Оны дайындау үшін қимасы 120 мм2- қа тең болат сым қолданады. Сымдағы ток күші 150 мА. Сымдағы кернеуді табыңдар.

Б е р і л г е н і :

Х Б Ж

Ш е ш у і :

Б е р і л г е н і ::

L = 200 км

S = 120 мм ²

I = 150 мА

ρ =12*10 ^-8 Ом * м

Х Б Ж:

2*10 ⁵ м

120*10 ^-6 м ²

150*10 ^-3 А

Ш е ш у і ::

Өткізгіш бөлігіне арналған Ом заңына сәйкес,

$U = I*R, \ R = \frac{\rho l}{S}$

$U = I*\frac{\rho l}{S}$

Б е р і л г е н і :: U - ?

$U = \frac{150*10^{- 3}A*12*10^{- 8}Ом*м*2*10^{5\ \ }м\ }{\ 120*\ 10^{- 6\ }м^{2}} = 30\ B$

Жауабы: 30 В

Кернеулігі 5 кВ/м электр өрісінің жұмысы 10 мДж болса, 40 мкКл зарядтың орын ауыстыруы қандай ?

Б е р і л г е н і

Х Б Ж

Ш е ш у і

Б е р і л г е н і:

E = 5 кВ/м

A = 10 мДж

q = 40 мкКл

d - ?

Х Б Ж:

5 * 10 ³ В/м

10 * 10 ^-3 Дж

40 * 10 ^-6 Кл

Ш е ш у і:

Зарядтың орын ауыстыруы үшін өріс жасайтын жұмыстың формуласын жазайық :

A=qEd

Осыдан зарядтың орын ауыстыруын

өрнектесек :

$d = \frac{A}{qE} = \ \frac{10*10^{- 3}\ Дж}{40*10^{- 6}Кл*5*10^{3}В/м} = 0. 05м = 50\ мм$

Жауабы : 50 мм

Сыйымдылықтары 300 пФ, 40 пФ, 100 пФ болатын үш конденсатор ретімен тізбектей жалғанып, кернеуі 160 В ток көзіне қосылған. Екінші конденсатордың кернеуін табыңыз

Б е р і л г е н і

Х Б Ж

Ш е ш у і

Б е р і л г е н і:

С ₁ = 300 пФ

С ₂ = 40 пФ

С ₃ = 100 пФ

U _ж = 160 В

U ₂ - ?

Х Б Ж: Барлық конденсаторлардың сыйымдылықтары бірдей еселік өлшеммен көрсетілгендіктен ХБЖ айналдырмаса да болады.

Ш е ш у і:

Тізбектей жалғанғанда барлық конденсаторлардың зарядтары тең

Осылай жалғанған конденсаторларда :

q1= q2= q3=q

U1+ U2+ U3= Uж,
1С1+1С2+1С3=1Сж\frac{1}{С_{1}} + \frac{1}{С_{2}} + \frac{1}{С_{3}} = \frac{1}{С_{ж}}

$\frac{1}{C_{ж}} = \frac{1}{300} + \frac{1}{40} + \frac{1}{100} = \frac{23}{600}, \ \ C_{ж} = 26. 089\ пФ$

$q = CU = 26. 089пФ*160В = 4172. 8\ Кл$

$U_{2} = \frac{q}{C_{2}} \approx 104\ В\ \$

Жауабы : 104 В

Берілген суреттегідей жалғанған конденсаторлар батареясының сыйымдылығы қандай ? Әр конденсатордың сыйымдылығы 4 мкФ - қа тең

С ₃

С ₁

С ₂

Б е р і л г е н і

Х Б Ж

Ш е ш у і

Б е р і л г е н і:

С ₁ =C ₂ =C ₃ =4 мкФ

С _б - ?

Х Б Ж: 4 *10 ^-6 Ф

Ш е ш у і:

Конденсаторлардың екі тәсілмен жалғануын қарастырамыз.

Тізбектей1Сж=1C1+1C2\frac{1}{С_{ж}} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}}
Параллель Сж=С1+С2

$\frac{1}{4мкФ} + \frac{1}{4мкФ} = \frac{2}{4мкФ}, \ \ С_{1, 2} = 2\ мкФ$

$С_{ж} = 2мкФ + 4мкФ\ Ф = \ 6\ мкФ$

Жауабы: 6 мкФ

Күмістің азот қышқылы ерітіндісінен 6 сағ - та 120 г күміс бөлінуі үшін ерітіндіні қыздыруға қанша қуат жұмсалуы керек ? R=1. 2 Ом, k = 112 * 10-8кг/Кл

Б е р і л г е н і

Х Б Ж

Ш е ш у і

Б е р і л г е н і:

t = 6 сағ

m = 120 г

R = 1, 2 Ом

k = 112 * 10 ^-8 кг/Кл

P - ?

Х Б Ж:

21600 с

0, 12 кг