2 · 104 В/м, а робота іонізації молекули азоту дорівнює 15,8 еВ.

_{Дане: Рішення:}

_{Е = 2 · 10}⁴ _{В/м Робота з іонізації молекули азоту}

_{Аи = 15,8 еВ 25,28 ·10} ^{-19 Дж} _{повинна бути дорівнює енергії електрона,}

_{що він здобуває при русі}

_{λ= ? в електричному полі електродної трубки на відстані, рівній довжині вільного пробігу. Отже,}

_{Аи =e, де}

_{U -напруга між двома крапками полючи, відстань між який, дорівнює довжині вільного пробігу електрона.}

_{Різниця потенціалів між двома крапками однорідного електростатичного полючи зв'язаний з його непряженностью:}

_{U = Eλ}

_{Зробивши підстановку, одержимо:}

_{λ = Аи/ е Е.}

_{перевіримо розмірність:}

Дж

[λ] = ------------- = м.

Кл Н/Кл

25,28 · 10^-19

λ = ---------------------- = 4,9 · 10^-4 (м)

1,6 · 10^-19 · 2 · 10⁴

Задача № 4

Визначите напруженість електричного полючи в мідному

проводі, якщо щільність струму в ньому 5 А/мм².

Дане: Рішення:

J = 5 А/мм² 5 · 106 А/м² По визначенню щільність струму

: J = І / S. Сила струму за законом Ома:

E=? І = U / R. Напруженість електричного полю і напруга між двома крапками полючи зв'язані між собою наступним співвідношенням: U = E І , де І - довжина провідника.

Опір провідника R = ρ І / S, де ρ = 1,7 · 10-8 Ом м - питомий опір міді, знайдений по таблиці.

Зробивши підстановку і зробивши скорочення, одержимо:

E= ρJ.

Зробимо обчислення:

E = 1,7 · 10^-8 Ом м² 5 · 10⁶ А/м² = 0,085 В/м.

Задача № 5

Електрична схема складена з двох паралельно

з'єднаних опорів 40 Ом і 10 Ом, підключених до затисків акумулятора, ЭРС якого 10 В. струм у загальній частині ланцюга 1 А. знайдіть внутрішній опір акумулятора і струм короткого замикання.

Дано: Рішення:

R₁ = 40 Ом

R₂ = 10 Ом

E = 10 В

І = 1 А

Ікз = ?

r = ?

Внутрішній опір джерела струму визначимо за законом Ома для повної мети:

І = E / ( r + R ).

Загальний опір рівнобіжно з'єднаних провідників (R) визначимо по формулі:

1\R = 1\R₂ + 1 \R₁ , R = R ₁ R ₂ \ R₁ + R₂

відкіля

Зробивши підстановку, вирішимо отримане рівняння відносно r:

E (R₁ + R₂) - I R₁ R₂

r = ---------------------------

I (R₁ + R₂)

Струм короткого замикання визначимо, якщо приймемо, що при короткому замиканні зовнішній опір дорівнює нулю. За законом Ома

Ікз = E / r.

Зробимо обчислення:

r = = 2 (Ом)

Ікз = 10/1 = 5.

Задача № 6

Мотори електровоза при русі зі швидкістю 54 км/год споживають потужність 900 квт. КПД моторів і передавальних механізмів разом дорівнює 0,8. визначите силу тяги, що розвивається моторами.

Дане: Рішення:

V = 54км/год 15 м/с Сила тяги (Fт) робить корисну роботу

N₃ = 900 кВт 9 · 105 Вт по переміщенню електропоїзда: Аn=Fт.

= 0,8 Якщо розділимо обидві частини рівняння на

час руху, то будемо мати:

Fт = ?

Nn = Fт V, де

V - швидкість руху електропоїзда;

Nn -і його корисна потужність.

По визначенню: η= Nn / N_з, відкіля Nn = N ₃.

Зробивши підстановку, одержимо:

Fт = N3 / V.

Перевіримо співвідношення одиниць виміру:

Вт Дж/с Н м/с

H = ------+ ---------- + --------

м/с м/с м/с

Зробимо обчислення:

Fт = 0,8 · 9 · 10⁵ / 15 = 4,8 · 10⁴ (Н).

Задача № 4

Якої довжини потрібно взяти нікеліновий провід перетином 0,84мм² , щоб зробити з нього нагрівач на 220 В, за допомогою якого можна нагріти 2 л води від 20ºC до кипіння за 10 хвилин при ККД нагрівача 80%?

Дане: Рішення:

S = 0,84 мм² 8,4 · 10^-7 м² Довжину проводу визначимо по

його

U = 220 В опору: R=ρІ/S, де ρ - питоме

V = 2 л 2 ·10^-3 м опір нікеліну узяте з

t1 = 20º C таблиці і рівне 4,2 · 10^-7 Ом м.

t2 = 100ºC Опір провідника визначимо

τ = 10хв 600 c по кількості теплоти, що виділяється

η = 80% 0,8 в провіднику при проходженню

по ньому електричного струму:

L =? Q₃=U ²τ/R.

КПД нагрівача складає 80%. Це значить, що тільки 0,8 теплоти, отриманої від нагрівача йде на нагрівання води, інша кількість теплоти губиться. Отже,

Qn=ηQ3.

Корисне тепло йде на нагрівання води:

Qn = mc (t₂ – t₁), де

m - маса води, рівна m=ρV, ρ- щільність води;

с - питома теплоємність води, узята з таблиці,

рівна 4200Дж/кг К.

Зробивши підстановку, одержимо:

U²ηS

L = ----------------

ρVс (t₂ – t₁)

Перевіримо співвідношення одиниць виміру:

B² c м² B² м

[L] =----------------------------------- = ------------ = м.

(кг/м³)м³ (Дж/кг К) К Ом м Дж Ом

Зробимо обчислення:

. 4,84 · 10⁴ · 600 · 0,8 · 8,4 · 10^-7

L = ----------------------------------------------- = 69 (м).

1 · 10³ · 2 · 10^-3 · 4200 · 80 · 4,2 · 10