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.

Сила тока в проводнике сопротивлением R = 100 Ом возрастает по линейному закону I = f(t) от I0 = 0 до Imax = 10 A в течение времени t = 30 с. Найти количество тепла, выделившееся в проводнике за это время.

 Решение

  1. В течение бесконечно малого промежутка времени в соответствии с законом Джоуля - Ленца в проводнике выделится тепло

  . (1)

 2. В данном случае сила тока является возрастающей линейной функцией времени I = kt, поэтому необходимо определить величину коэффициента пропорциональности k

 . (2)

 3. С учётом уравнения (2) закон Джоуля - Ленца примет вид

 . (3)

 4. За конечный промежуток времени количество тепла определится интегралом

 , (4)

 . (5)

 2.6.11. По проводнику сопротивлением R = 3 Ом течёт ток, сила которого линейно возрастает от нуля. Количество тепла, выделившегося за время t = 8 с, равно Q = 200 Дж. Определить количество электричества, прошедшее через поперечное сечение проводника.

  Решение

 1. По аналогии с предыдущей задачей, представим силу тока в виде уравнения I = kt. С другой стороны силу тока можно выразить через прошедший через проводник заряд

 . (1)

 2. Конечную величину заряда представим интегралом вида

 . (2)

 3. Поскольку по условию задачи пределы изменения силы тока не заданы, то значение коэффициента k можно определить по количеству выделившегося тепла. Воспользуемся уравнением (3) предыдущей задачи

 . (3)

 4. Проинтегрируем последнее уравнение, и разрешим его относительно коэффициента пропорциональности k

 , (4)

 . (5)

 5. Подставим в уравнение (2) значение коэффициента k из последнего уравнения

 . (6)

 2.6.12. Почему электрические лампы накаливания перегорают чаще всего в момент их включения?

 Решение

 1. Для ответа на этот вопрос необходимо установить зависимость сопротивления нити накала от температуры

 , (1)

где R0 - сопротивление «холодной» спирали, a - температурный коэффициент сопротивления, Т - абсолютная температура спирали. Как видно из уравнения (1), сопротивление нити накаливания имеет минимальное значение в «холодном» состоянии нити, другими словами, именно в момент включения нить накала потребляет максимальный ток.

 2. Рассмотрим в качестве примера лампочку мощностью W = 100 Вт, рассчитанную на стандартное напряжение сети U = 220 В и с рабочей температурой вольфрамовой спирали T @ 2000 К и a @ 3×10 - 3 К - 1. Оценим сопротивление спирали при рабочей температуре

 . (2)

 3. Величина сопротивления нити накала в «холодном» состоянии R0 при Т0 = 293 К

 . (3)

 4. Сила тока в рабочем режиме и «холодном» состоянии

 , (4)

таким образом, сила пускового тока в семь раз превышает силу рабочего тока.

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