Учебное пособие 1437

Решение вар. №1 В рамках квантовой теории выражение для удельной проводимости имеет вид:

≈3,9∙10 м ≈ 39 нм.

37.При измерении равномерности магнитной индукции в зазоре магнитной системы динамика с помощью датчика Холла, ЭДС холла Uн менялась в зависимости от перемещения датчика L вдоль керна относительно верхнего фланца магнитной системы. Определите индукцию магнитного поля в

71

контрольных точках. Датчик Холла представлял собой прямоугольную пластину полупроводника с размерами a = 5 мм;

b = 3 мм, δ = 1 мм.Вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости датчика. Под действием напряжения U = 0.42 В, приложенного вдоль образца, по нему протекает ток,

38. К пластине полупроводника длинной L = 50 мм приложено напряжения U = 5 В. За какое время электрон пройдет через весь образец при заданной подвижности электронов?

72

39. Определите максимальную ширину запрещенной зоны ∆E полупроводникового фотодетектора, если он должен быть чувствительным к излучению с заданной длиной волны λ.

где с – скорость света;

с

∆E = h∙ λ;

40. Определить емкости пленочных цилиндрических конденсаторов с различными диэлектриками. Конденсатор представляет собой свернутые слои алюминевой фольги и диэлектрической пленки длиной а = 1м, шириной b = 5см и толщиной h = 0.25мм.

=∙ .

≈44мкФ.

41.Оцените рабочие напряжения пленочных пусковых конденсаторов с различными типами и толщинами диэлектрических пленок h.

Решение вар. №1

Электрическая прочность равна:

U Eпр = h,

Отсюда:

U = Eпр ∙h;

U = 25∙10 В/м∙20∙10 м = 500 В.

42. На пластину пьезодатчика размерами 10×10 мм толщиной h = 1 мм в направлении поляризации приложено механическое напряжение σ = 10 н/м . Определите разность потенциалов на поверхностях пластины при заданных пьезомодулях.

43.

75

Решение вар. №1 В соответствии с прямым пьезоэффектом:

P = dσ,

где P – поляризованность

Для плоского однородного диэлектрика

≈2,7 В.

44.От аккумулятора U = 12 В в воздухе проведена двухпроводная параллельная линия передачи к электрической лампочке с сопротивлением нити накаливания Rн = 10 Ом. Длина линии l = 100 м, диаметр проводов d = 1 мм, расстояние между проводами a = 20 см. Будут ли взаимодействовать провода линии, куда будет направлена сила взаимодействия, чему она равна?

76

I= I = U/R; R = Rл +Rн

–общее сопротивление линии и нагрузки.

45. При определении полярности подключения динамического громкоговорителя на него было подано постоянное напряжение U = 5 В. Определите смещение ∆L излучающей диафрагмы, жестко связанной с катушкой, которая перемещается в зазоре магнитной системы при заданном значении магнитной индукции В. Катушка намотана на каркас диаметром D = 2 см медным проводом диаметром d = 0,2 мм и содержит n = 200 витков. Диафрагма подвешена на гибком подвесе из пенополиуретана длиной L = 15 мм, площадью

Решение вар.№1

Сила F, действующая на диафрагму со стороны звуковой катушки:

=∙ ∙ ,

где l – длина проводника в катушке; I – сила тока.

= ,

где R – сопротивление постоянному току.

78

R = ρ ,

где ρ– удельное сопротивление провода катушки; l – его длина;

s – площадь поперечного сечения.

= 1.75∙10 Ом ∙м ∙12,5 м = 7 Ом. 3.1∙10 м

5В

=7 Ом ≈ 0,7 А.

F = 1 Тл ∙12,5 м ∙0,7 А ≈ 10Н.

Механическое напряжение σ в подвесе:

F

σ = S.

Закон Гука:

46. При расчете разделительного фильтра акустической системы было получено значение индуктивности L = 5 мГн. Определите число витков катушки n при использовании стандартного каркаса длиной l = 50 мм, площадью

79

поперечного сечение каркаса s = 50 мм и цилиндрических ферритовых сердечников внутри каркаса различного типа.

Решение вар.№1 Индуктивность катушки с сердечником, длина которой

достаточно велика по сравнению с диаметром:

n S L = μ ∙ μ l ,

где μ = 1,26∙10 Гн/м;

μ – магнитная проницаемость сердечника, отсюда:

47. Определите контактную разность потенциалов p-n- перехода, сформированного в различных полупроводниках при комнатной температуре при заданных концентрациях акцепторных Na, донорных атомов Ng и собственных носителей ni.

80