Сопротивление материалов выполнение курсовой Инженерная графика выполнение сборочного чертежа История искусства Курс лекций по физике Примеры решения задач
Постоянный электрический ток Закон Ома для участка цепи Источник тока Работа и мощность электрического тока Термодинамика Первое начало термодинамики Круговые процессы.

Работа и мощность электрического тока

  Электрическая цепь состоит из трёх резисторов R1 = 200 Ом, R2 = 100 Ом, R3 = 100 Ом идеального диода D и источника переменного тока с действующим значением напряжения U = 20 B. Определить среднюю мощность, выделяемую на резисторе R3.

 Решение

  1. Поскольку ток переменный, то диод в одном из полупериодов будет закрыт и через включенный с ним последовательно резистор R3 ток протекать не будет, т.е. мощность не выделяется W1 = 0. Во втором полупериоде диод открыт и через R3 течёт ток. Эквивалентные схемы для двух полупериодов будут выглядеть следующим образом.

 2. Определим эквивалентное сопротивление цепи в случае открытого диода

  . (1)

 3. Эквивалентное сопротивление цепи при закрытом диоде

 . (2)

 4. Найдём амплитудную силу тока через резистор R3

 . (3)

 5. Падение напряжения на резисторе R1

 . (4)

 6. Падение напряжения на резисторе R3

 . (5)

 7. Если бы ток был постоянным, то на резисторе R3 выделялась бы мощность

 . (6)

 8. Для переменного тока мощность представится следующим образом

 . (7)

  2.6.2. Резисторы R1 = 100 Ом и R2 = 200 Ом включены последовательно одинаковым идеальным диодам D1, D2. Цепь питается идеальным источником переменного тока с действующим значением напряжения U = 120 В. Определить среднюю величину мощности, выделяемой в цепи.

 Решение

 1. Встречное включение диодов обеспечивает прохождение тока через один диод, когда один диод открыт, второй - закрыт.

 2. Определим мощности выделяемые в цепи в течение положительного и отрицательного полупериода

 , (1)

 . (2)

 2.6.3. Электрический нагревательный элемент сопротивлением R2 = 10 Ом включается параллельно с индикатором в виде лампочки накаливания c сопротивлением нити накала R1 = 300 Ом и мощностью W1 = 10 Вт. Нагревательный элемент соединён с идеальным источником постоянного тока медной двухпроводной линией длиной L = 10 м. Определить электрическую мощность нагревателя и потери мощности в проводах, если их диаметр равен d = 3 мм.

  Решение

 1. Составим эквивалентную схему цепи, в которую введём сопротивление соединительных проводов R3 и определим силу тока I1, протекающего через лампочку

   (1)

 2. Нагревательный элемент и лампочка соединены параллельно, из этого следует, что

 . (2)

 3. Определим далее мощность нагревательного элемента

 . (3)

 4. Сила тока через источник определится в виде суммы

 . (4)

 5. Мощность, выделяемая на соединительных проводах

 , (5)

где r = 1,6×10 - 8 Ом×м - удельное электрическое сопротивление меди, s = pd2/4 = 6,7×10 - 7 м - площадь поперечного сечения проводника

 . (6)

В плоский конденсатор влетает электрон со скоростью v0 = 2 Мм/с, направленной перпендикулярно вектору напряжённости электриче-ского поля. На какое расстояние h сместится электрон к нижней об-кладке конденсатора за время пролёта пластин конденсатора? Длина пластин составляет х = 5 см, расстояние между пластинами d = 2 см, разность потенциалов между обкладками U = 2 В
Магнитное поле движущегося электрического заряда