- •СОДЕРЖАНИЕ
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
- •§1.1. Определение и изображение электрического поля
- •§ 1.2. Закон кулона. Напряженность электрического поля
- •§ 1.3. Потенциал. Электрическое напряжение
- •§ 1.4. Проводники в электрическом поле. Электростатическая индукция
- •§1.5. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектрика
- •§ 1.6. Электроизоляционные материалы
- •Газообразные диэлектрики.
- •Жидкие диэлектрики.
- •Твердые диэлектрики.
- •Твердеющие диэлектрики.
- •§ 1.7. Электрическая емкость. Плоский конденсатор
- •§ 1.8. Соединение конденсаторов. Энергия электрического поля
- •Параллельное соединение.
- •Последовательное соединение.
- •ГЛАВА 2 .ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
- •§ 2.1. Электрическая цепь
- •§ 2.2. Электрический ток
- •§ 2.3. ЭДС и напряжение
- •§ 2.4. Закон ОМА
- •§ 2.5. Электрическое сопротивление и проводимость
- •§ 2.6. Основные проводниковые материалы и проводниковые изделия
- •§ 2.7. Зависимость сопротивления от температуры
- •§ 2.8. Способы соединения сопротивлений
- •Параллельное соединение.
- •Последовательное соединение.
- •Смешанное соединение.
- •§2.9. Электрическая работа и мощность. Преобразование электрической энергии в тепловую.
- •§ 2.10. Токовая нагрузка проводов и защита их от перегрузок
- •§ 2.11. Потери напряжения в проводах
- •§ 2.12. Два режима работы источника питания
- •§ 2.13. Расчет сложных электрических цепей
- •Метод узловых и контурных уравнений.
- •Метод контурных токов.
- •Метод узлового напряжения.
- •§ 2.14. Нелинейные электрические цепи
- •Последовательное соединение.
- •Параллельное соединение.
- •ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
- •§ 3.1. Характеристики магнитного поля
- •§ 3.2. Закон полного тока
- •§ 3.3. Магнитное поле прямолинейного тока
- •§3.4. Магнитное поле кольцевой и цилиндрической катушек.
- •§ 3.5. Намагничивание ферромагнитных материалов
- •§ 3.6. Циклическое перемагничивание
- •§ 3.7. Расчет магнитной цепи
- •Первый закон Кирхгофа.
- •Второй закон Кирхгофа.
- •Закон Ома.
- •§ 3.8. Электрон в магнитном поле
- •§3.9. Проводник с током в магнитном поле. Взаимодействие параллельных проводников с током
- •§ 3.10. Закон электромагнитной индукции
- •§ 3.11. ЭДС индукции в контуре
- •§ 3.12. Принцип Ленца
- •§ 3.13. Преобразование механической энергии в электрическую
- •§ 3.14. Преобразование электрической энергии в механическую
- •§3.15. Потокосцепление и индуктивность катушки
- •§ 3.16. ЭДС самоиндукции. Энергия магнитного поля
- •§ 3.17. ЭДС взаимоиндукции. Вихревые токи
- •ГЛАВА 4. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
- •§4.1. Определение, получение и изображение переменного тока
- •§ 4.2. Параметры переменного тока
- •§ 4.3. Фаза переменного тока. Сдвиг фаз
- •§ 4.4. Изображение синусоидальных величин с помощью векторов
- •§ 4.5. Сложение и вычитание синусоидальных величин
- •§ 4.6. Поверхностный эффект. Активное сопротивление
- •ГЛАВА 5. ОДНОФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
- •§ 5.1. Особенность электрических цепей
- •§ 5.2. Цепь с активным сопротивлением
- •Мгновенная мощность.
- •Средняя мощность.
- •§ 5.3. Цепь с индуктивностью
- •Мгновенная мощность.
- •Реактивная мощность.
- •§5.4. Цепь с активным сопротивлением и индуктивностью
- •Мгновенная мощность.
- •Средняя мощность.
- •Реактивная мощность.
- •Полная мощность.
- •§5.5. Цепь с емкостью
- •Мгновенная мощность.
- •Реактивная мощность.
- •§ 5.6. Цепь с активным сопротивлением и емкостью
- •Мгновенная мощность.
- •Средняя мощность.
- •Реактивная мощность.
- •§5.7. Цепь с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью
- •§ 5.8. Резонансный режим работы цепи
- •§ 5.9. Резонанс напряжений
- •§ 5.10. Разветвленная цепь. Метод проводимостей
- •§ 5.11. Резонанс токов
- •§ 5.12. Коэффициент мощности.
- •ГЛАВА 6. ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
- •§6.1. Принцип получения трехфазной ЭДС. Основные схемы соединения трехфазных цепей
- •§6.2. Соединение трехфазной цепи звездой. Четырех и трехпроводная цепи
- •§ 6.3. Cоотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричной нагрузке в трехфазной цепи, соединенной звездой
- •§6.4. Назначение нулевого провода в четырехпроводной цепи
- •§6.5. Соединение нагрузки треугольником. Векторные диаграммы, соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями
- •§6.6. Активная, реактивная и полная мощности трехфазной цепи. коэффициент мощности
- •§ 6.7. Выбор схем соединения осветительной и силовой нагрузок при включении их в трехфазную сеть
- •ГЛАВА 7. ТРАНСФОРМАТОРЫ
- •§7.1. Назначение трансформаторов и их применение
- •§7.2. Устройство трансформатора
- •§7.3. Формула трансформаторной ЭДС
- •§7.4. Принцип действия однофазного трансформатора. Коэффициент трансформации
- •§7.5. Трехфазные трансформаторы
- •§7.6. Aвтотрансформаторы и измерительные трансформаторы
- •§ 7.7. Cварочные трансформаторы
- •ГЛАВА 8. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
- •§8.1. Вращающееся магнитное поле
- •Вращающееся магнитное поле двухфазного тока.
- •Графическое пояснение процесса образования вращающегося магнитного поля.
- •Вращающееся магнитное поле трехфазного тока.
- •§ 8.2. Устройство асинхронного двигателя
- •§ 8.3. Принцип действия асинхронного двигателя. Физические процессы, происходящие при раскручивании ротора
- •§8.4. Скольжение и частота вращения ротора
- •§8.5. Влияние скольжения на ЭДС в обмотке ротора
- •§8.6. Зависимость значения и фазы тока от скольжения и ЭДС ротора
- •§8.7. Вращающий момент асинхронного двигателя
- •§8.8. Влияние активного сопротивления обмотки ротора на форму зависимости вращающего момента от скольжения
- •§ 8.9. Пуск асинхронного двигателя
- •§8.10. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
- •§8.11. КПД и коэффициент мощности асинхронного двигателя
- •§8.12. Однофазный асинхронный двигатель
- •§8.13. Синхронный генератор
- •§8.14. Синхронный двигатель
- •ГЛАВА 9. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
- •§9.1. Устройство электрических машин постоянного тока. Обратимость машин
- •§9.2. Принцип работы машины постоянного тока
- •Генератор постоянного тока.
- •Двигатель постоянного тока.
- •§9.3. Понятие об обмотке якоря. Коллектор и его назначение
- •§9.4. ЭДС, индуцируемая в обмотке якоря
- •§9.5. Реакция якоря
- •§9.6. Коммутация и способы ее улучшения. Дополнительные полюсы
- •§9.7. Генераторы постоянного тока независимого возбуждения
- •§ 9.8. Генераторы с самовозбуждением
- •Генератор параллельного возбуждения.
- •Генератор последовательного возбуждения.
- •Генераторы смешанного возбуждения.
- •§9.9. Двигатели постоянного тока независимого и параллельного возбуждения. Вращающий момент
- •§9.10. Механическая и рабочие характеристики двигателей постоянного тока независимого и параллельного возбуждения
- •§9.11. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока независимого и параллельного возбуждения
- •§9.12. Двигатели постоянного тока последовательного и смешанного возбуждения
- •ГЛАВА 10. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ
- •§10.1. Автоматы и автоматика
- •§10.2. Структура системы автоматического регулирования
- •§10.3. Устройства для измерения сигналов в автоматических системах
- •§10.4. Реле
- •§10.5. Магнитные усилители, их назначение и классификация
- •§10.6. Принцип действия дроссельного магнитного усилителя
- •§10.7. Принцип действия трансформаторного магнитного усилителя
- •§10.8. Влияние обратной связи на коэффициент усиления магнитного усилителя
- •§10.9. Дифференциальный магнитный усилитель с обмотками смещения
- •§10.10. Дифференциальный магнитный усилитель с обратной связью
- •§10.11. Магнитный усилитель, собранный по мостовой схеме
- •§10.12. Ферромагнитные стабилизаторы напряжения
- •ГЛАВА 11. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ
- •§11.1. Сущность и значение электрических измерений
- •§11.2. Основные единицы электрических и магнитных величин в международной системе единиц
- •§11.3. Производные и кратные единицы
- •§11.4. Основные методы электрических измерении. Погрешности измерительных приборов
- •§11.6. Электроизмерительные приборы непосредственной оценки
- •§11.7. Приборы магнитоэлектрической системы
- •§11.8. Приборы электромагнитной системы
- •§11.9. Приборы электродинамической системы
- •§11.10. Цифровые приборы
- •§11.12. Расширение пределов измерения приборов непосредственной оценки
- •§11.13. Измерение мощности в трехфазных цепях
- •§11.14. Индукционный счетчик электрической энергии. Учет энергии в однофазных и трехфазных цепях
- •§11.15. Измерение сопротивлений
- •§11.16. Измерение сопротивлений с помощью моста постоянного тока
- •§11.17. Магнитоэлектрический осциллограф
- •ГЛАВА 12. ПЕРЕДАЧА И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
- •§12.1. Назначение и классификация электрических сетей, их устройство и графическое изображение
- •§12.2. Провода, кабели, электроизоляционные материалы в сетях напряжением до 1000В
- •§12.3. Электроснабжение промышленных предприятий
- •§12.4. Падение и потеря напряжения в линиях электроснабжения
- •§12.5. Расчет проводов по допустимой потере напряжения в линиях постоянного, однофазного и трехфазного тока
- •§12.6. Сопоставление двухпроводной однофазной системы передачи энергии с трехфазными системами по расходу цветного металла
- •§12.7. Расчет проводов по допустимому нагреву
- •§12.8. Плавкие предохранители
- •§12.9. Выбор плавких вставок
- •§12.10. Выбор площади сечения проводов в зависимости от установленных предохранителей
- •§12.11. Действие электрического тока на организм человека. Понятие о напряжении прикосновения. допустимые значения напряжения прикосновения
- •§12.12. Защитное заземление трехпроводных цепей трехфазного тока
- •§12.13. Защитное заземление четырехпроводных цепей трехфазного тока
- •§12.14. Устройство и простейший расчет заземлителей
- •ГЛАВА 13. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
- •§13.1. Понятие об электроприводе
- •§13.2. Нагревание и охлаждение электродвигателей
- •§13.3. Режимы работы электродвигателей. Выбор мощности
- •Длительный режим.
- •Кратковременный режим.
- •§13.4. Релейно-контакторное управление электродвигателями
- •Назначение релейно-контакторного управления.
- •Изображение схем релейно-контакторного управления.
- •Схема управления и защиты асинхронного двигателя с помощью реверсивного магнитного пускателя.
- •Схема автоматического пуска асинхронного двигателя с контактными кольцами.
- •§14.1. Общие сведения
- •§ 14.2. Электронная эмиссия
- •§14.3. Катоды электронных ламп
- •§14.4. Движение электронов в электрическом и магнитном полях
- •§14.5. Диоды
- •Параметры диодов.
- •Типы ламповых баллонов и система обозначений электронных ламп.
- •§14.6. Триоды
- •Устройство и принцип работы.
- •Характеристики триодов.
- •Параметры триодов.
- •Понятие о динамическом режиме работы триода.
- •Недостатки триода.
- •§14.7. Тетроды
- •§14.8. Пентоды. Лучевые тетроды
- •§14.9. Многоэлектродные и комбинированные лампы
- •ГЛАВА 15. ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ
- •§15.1. Основные разновидности электрических разрядов в газе
- •§ 15.2. Газотрон
- •§ 15.3. Тиратрон
- •§15.4. Стабилитрон
- •§15.5. Газосветные сигнальные лампы и индикаторы
- •§15.6. Условные обозначения и маркировка газоразрядных приборов
- •ГЛАВА 16. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ
- •§16.1. Атомы
- •§16.2. Энергетические уровни и зоны
- •§16.3. Проводники, изоляторы и полупроводники
- •§16.4. Электропроводность полупроводников
- •§16.5. Электронно-дырочный переход
- •§16.6. Полупроводниковые диоды
- •§16.7. Биполярный транзистор
- •§16.8. Полевые транзисторы
- •№ 16.9. Тиристоры
- •§16.10. Области применения транзисторов и тиристоров
- •ГЛАВА 17. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
- •§17.1. Основные понятия и определения
- •§17.2. Электронные фотоэлементы с внешним фотоэффектом
- •§17.3. Фотоэлектронные умножители
- •§17.4. Фоторезисторы
- •§ 17.5. Фотодиоды
- •§17.6. Фототранзисторы
- •ГЛАВА 18ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ
- •§18.1. Основные сведения о выпрямителях
- •§18.2. Однополупериодный выпрямитель
- •§18.3. Двухполупериодный выпрямитель
- •§18.4. Трехфазный выпрямитель
- •§18.5. Выпрямитель на тиристоре. Стабилизатор напряжения
- •§18.6. Сглаживающие фильтры. выпрямление с умножением напряжения
- •§19.1. Общие сведения
- •Классификация усилителей.
- •Основные технические характеристики усилителей.
- •§19.2. Предварительный каскад УНЧ
- •§19.3. Выходной каскад УНЧ
- •§19.4. Обратная связь в усилителях
- •§19.5. Межкаскадные связи. усилители постоянного тока
- •§19.6. Импульсные и избирательные усилители
- •ГЛАВА 20. ЭЛЕКТРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
- •§20.1. Общие сведения
- •§20.2. Транзисторный автогенератор типа
- •§20.3. Транзисторный автогенератор типа
- •§20.4. Генераторы линейно изменяющегося напряжения
- •§20.5. Мультивибратор
- •§20.6. Электронно-лучевые трубки
- •ЭЛТ с электростатическим управлением.
- •ЭЛТ с электромагнитным управлением.
- •§20.7. Электронный осциллограф
- •§20.8. Аналоговый электронный вольтметр
- •§20.9. Цифровой электронный вольтметр
- •§21.1. Общие сведения
- •§21.2. Гибридные интегральные микросхемы
- •§21.3. толстопленочные микросхемы
- •§21.4. Тонкопленочные микросхемы
- •§21.5. Фотолитография
- •§21.6. Полупроводниковые интегральные микросхемы
- •§21.7. Планарно-эпитаксиальная технология изготовления ИМС
- •§21.8. Элементы полупроводниковых микросхем и их соединение
- •§21.9. Применение интегральных микросхем
- •ГЛАВА 22. ЦИФРОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ. МИКРОПРОЦЕССОРЫ И МИКРОЭВМ
- •§22.1. Системы счисления
- •§22.2. Перевод чисел из одной системы в другую
- •§22.3. Арифметические операции с двоичными числами
- •§22.4. Структурная схема цифровой электронной вычислительной машины
- •§22.5. Принцип действия ЦЭВМ
- •§22.6. Триггеры
- •§22.7. Логические элементы
- •§22.8. Счетчики импульсов
- •§22.9. Регистры
- •§22.10. Сумматор
- •§22.11. Арифметическое устройство
- •§22.12. Оперативное запоминающее устройство
- •§22.13. Внешние запоминающие устройства
- •§22.14. Устройство управления
- •§22.15. Устройство ввода информации
- •§22.17. Понятие о программировании
- •§22.18. Технические характеристики и применение ЦЭВМ
- •§22.19. Микропроцессоры
- •§22.20. Микрокалькуляторы
- •§22.21. Микроэвм
- •§22.22. Робототехника
- •КОНСУЛЬТАЦИИ
- •Консультации к главе 1
- •Консультации к главе 2
- •Консультации к главе 3
- •Консультации к главе 4
- •Консультации к главе 5
- •Консультации к главе 6
- •Консультации к главе 7
- •Консультации к главе 8
- •Консультации к главе 9
- •Консультации к главе 10
- •Консультации к главе 11
- •Консультации к главе 12
- •Консультации к главе 13
- •Консультации к главе 14
- •Консультации к главе 15
- •Консультации к главе 16
- •Консультации к главе 17
- •Консультации к главе 18
- •Консультации к главе 19
- •Консультации к главе 20
- •Консультации к главе 21
- •Консультации к главе 22
КОНСУЛЬТАЦИИ
Консультации к главе 1
1. Правильно, так как в данном случае расстояние между заряженными телами значительно больше их диаметров. 2. Правильно. 3. Неверно. См. консультацию № 33. 4. Правильно, так как электрическое поле неоднородно. 5. Правильно. Емкость не зависит от напряжения: C=εrε0S/d. Заряд увеличится, так как Q=CU. 6. Неверно, так как соотношение между емкостями конденсаторов неизвестно. 7. Неверно. Прочтите консультацию № 70. 8. Вы ошибаетесь. Вспомните общую формулу для емкости конденсатора. 9. Неправильно. Емкость плоского конденсатора не зависит от напряжения. Заряд действительно увеличится. 10. Неверно. Сила FA имела бы такое направление, если поле создавалось уединенным точечным заряженным телом. 11. Правильно, так как направление силы, с которой поле действует на пробный заряд, совпадает с касательной к силовой линии. 12. Неверно. Вы не учли, что поле разделенных зарядов направлено навстречу внешнему полю. Разности потенциалов этих полей равны по значению и противоположны по знаку. 13. Неверно. Так как неизвестно соотношение между емкостями, ответить на вопрос нельзя. 14. Правильно. Заряд Q=CU, поэтому для увеличения Q при U=const емкость конденсатора необходимо увеличить. 15. Неверно. В однородном поле UABll=ξAIIlAII, а в неоднородном UABl=ξoplAB1, причем ξср<ξАI. 16. Неверно. Электрическое поле во внешнем по отношению к атому пространстве отсутствует. В области А поле существует, обеспечивая взаимодействие протона с электроном. 17. Правильно 18 Неправильно. Составьте выражения для UАВ в случае однородного и неоднородного полей и проанализируйте их. 19. Неверно. Вспомните формулу для емкости плоского конденсатора. 20. Неверно 21 Правильно. 22. Правильно, так как произойдет нейтрализация зарядов 23. Неверно. Сила взаимодействия между заряженными телами обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними 24. Неверно. Работа не зависит от формы и протяженности пути в потенциальном поле. 25. Неверно. Энергия увеличится, так как возрастет общая емкость цепи, но при этом увеличится и заряд Q=CобщU 26. Правильно. Следует заметить, что электростатическое поле существует только во время разделения зарядов, т. е. при переходном процессе. 27. Неверно, так как U=const=ξa a+ξb b следовательно, если ξb уменьшается, то ξa увеличивается. 28. Неверно. Прочтите консультацию № 36. 29. Правильно. Емкость конденсаторов увеличивается и, следовательно, Wc=CU2/2 и Q=CU также увеличатся. 30. Неверно. Наши изобразительные возможности ограничены, и мы показываем поле в плоскости. Фактически поле существует в пространстве. 31. Вы ошибаетесь. Во-первых, уточните физический смысл напряжения, во-вторых, выясните, зависит ли напряжение между данными точками в электрическом потенциальном поле от формы пути. 32. Неверно. Напряженность поля заряда ξR при увеличении R уменьшается, но не так, как показано на графике. 33. Неверно. Если это произойдет, то исчезнет причина поляризации и орбиты электронов вернутся в исходное состояние. Тогда снова начнется поляризация и электронные орбиты придут в колебательное движение без видимой причины. 34. Неверно. Как бы ни перемещалось пробное заряженное тело,
в данном случае между направлением силы и направлением перемещения все время сохраняется угол, равный 90°, и, следовательно, работа не совершается. 35. Правильно. Эта зависимость является гиперболической. 36. Наоборот. Поле есть форма существования материи; следовательно, оно реально. Силовые линии — средство условного изображения. 37. Неверно. Необходимо сравнить не только абсолютные значения, но учитывать и знак потенциала. 38. Это невозможно, так как U=const=ξa a+ξb b. Следовательно, если ξb, увеличивается, то ξa уменьшается. В данном случае, наоборот, ξa увеличивается, a ξb уменьшается. 39. Неверно. Емкость действительно не изменится. Заряд не уменьшается, а, наоборот, увеличивается. Подумайте почему. В случае затруднения прочтите консультацию № 5. 40. Неверно. Пробный заряд из точки В будет перемещаться к отрицательно заряженному телу. 41. Неверно. При параллельном соединении Собщ=С1+С2. Если C1>>C2, то Собщ≈C1. 42. Грубая ошибка. Вы путаете гиперболическую зависимость с параболической. Из формулы для напряженности поля ξ уединенного заряда следует, что ξ уменьшается с увеличением R. 43. Правильно. 44. Неверно. При увеличении расстояния между пластинами емкость С уменьшается. Тогда, согласно формуле Q=CU, заряд Q уменьшается. Это происходит за счет того, что часть свободных электронов отрицательной пластины перетекает на положительную. 45. Неверно. Вспомните, какое поле действует между пластинами (однородное или неоднородное) и как оно определяется. Существует ли поле в
металлической пластине? 46. Неверно. Применяя эту формулу, вы допускаете ошибку тем большую, чем больше расстояние lАВ, причем полученный результат будет превышать истинное значение. 47. Неверно. Заряд и напряжение между пластинами конденсатора связаны функциональной зависимостью Q=CU. Таким образом, для того чтобы увеличился заряд, следует увеличить емкость конденсатора. 48. Вы ошибаетесь. Силовые линии поля, начавшись на положительно заряженном теле, должны закончиться на отрицательно заряженном теле. Поэтому электрическое поле будет существовать и во внешнем пространстве между экраном и, например, землей, как показано на рисунке. Причем отрицательные заряды на поверхности земли будут наведены этим полем.
К консультации №48
49. Неверно. См. консультацию № 34. 50. Правильно. Так как электрическое поле в металлической пластине отсутствует, то пространство, в котором действует поле, уменьшается и становится равным d— . Разность потенциалов между пластинами ϕА—ϕВ не изменилась. Поле в этом случае однородное и, следовательно, ξ=(ϕА—ϕВ)/(d— ). До введения металлической пластины ξ=(ϕА—
ϕВ)/d. 51. Правильно. Так как Собщ=С1С2/(С1+С2), то при C2<<C1 Собщ≈С2. 52. Неверно. Силовые линии являются средством условного изображения поля, так же как, например, меридианы и
параллели географической карты. 53. Правильно. Прочтите консультацию № 70. 54. Правильно, так как потенциал ϕА>0, ϕВ<0, но |ϕА|=|ϕВ|. 55. Ошибаетесь, Вы забыли о том, что электростатическое поле в металле существовать не может. 56. Правильно. 57. Правильно. Площадь, на которой накапливается электричество, как это видно из рисунка, составляет 2S (см. рис.).
К консультации №57
58. Правильно, так как работа в потенциальном поле не зависит от формы пути. 59. Правильно. 60. Неверно. Сила взаимодействия между заряженными телами зависит и от е, диэлектрика, разделяющего эти тела. 61. Неверно. Для того чтобы удалить пробное заряженное тело из точки В, необходимо преодолеть сопротивление поля; следовательно, направления перемещения и вектора напряженности поля противоположны, поэтому ϕВ<0, но ϕА>0, откуда ϕА>ϕВ. 62. Неверно. Видимо, вы учитываете только увеличение заряда и забываете, что расстояние также увеличилось. 63. Неверно. Заряд конденсатора зависит не только от напряжения. 64. Неверно. Если предположить, что электрическое поле существует; то разделение зарядов будет происходить до тех пор, пока внутреннее поле не уравновесит внешнее. 65. Правильно. 66. Правильно. См. консультацию № 33. 67. Вы ошибаетесь. Как только исчезнет внешнее поле, свободные электроны
притянутся к положительным зарядам атомов металла и поле разделенных зарядов внутри металла не сохранится. 68. Неверно. Ошибка при применении этой формулы тем больше, чем больше расстояние lАВ. Полученный результат будет меньше истинного значения. 69. Неверно. Случай б)
соответствует взаимодействию точечных заряженных тел, так как расстояние между ними значительно больше их диаметров. 70. Неверно. Рассуждайте последовательно. Запас прочности определяется как ξпроб/ξр, ξпроб=const. Следовательно, необходимо выяснить, что произойдет с ξр. При пробое одного из конденсаторов все напряжение прикладывается к другому конденсатору. При этом ξр увеличивается, а запас прочности уменьшается. 71. Неправильно. Допустим, что пробное заряженное тело находится в точке D (см. рис.). При этом сила, с которой заряд 4Q действует на пробное заряженное тело, больше силы, с которой на это же заряженное тело действует заряд — Q. И хотя эти силы направлены в разные стороны, уравновеситься они не могут.
К консультации N71
72. Правильно. 73. Неверно. Емкость конденсаторов известна. 74. Неверно. Данный конденсатор можно рассматривать как конденсатор, состоящий из двух пластин площадью 2S и расстоянием между пластинами d. 75. Неверно. Вы забыли, что напряженность поля — величина векторная. 76. Правильно, так как в первом случае напряженность поля убывает. 77. Правильно, так как под действием силового поля орбитальные электроны покидают орбиты и становятся свободными. 78. Неверно. Проанализируйте внимательно закон Кулона. 79. Правильно. В этом случае экран и землю можно рассматривать как одно общее проводящее тело, а так как электростатическое поле в проводнике существовать не может, между экраном и землей нет разности потенциалов; следовательно, отсутствует и поле (см. рис.).
К консультации 079
80. Вы просто не подумали и пытаетесь угадывать. Вспомните формулы для энергии и заряда и проанализируйте, что произойдет с параметрами, входящими в них. 81. Неверно. В твердом диэлектрике в состоянии пробоя существуют только свободные электроны. В жидком и газообразном диэлектриках при пробое подвижностью обладают и ионы, которые образуются в результате расщепления атомов и молекул диэлектрика. 82. Неверно. Прочтите консультацию № 100. 83. Неправильно. Вспомните, какие заряженные тела называются точечными. 84. Неверно. Разъяснения даны в консультации № 81. 85. Неправильно. Заряд Q увеличился в 2 раза, но и расстояние между заряженными телами возросло в 2 раза. Следовательно, знаменатель в формуле F=Qq/(4πεrε0R2) увеличился в 4 раза. При этом сила взаимодействия между заряженными телами уменьшилась в 2 раза. 86. Неверно. Вы забыли, что в металле положительно заряженные атомы (ионы) закреплены в узлах кристаллической решетки и могут совершать только колебательное движение. 87. Неверно. Если энергия увеличивается за счет увеличения емкости, то заряд Q=CU тоже увеличивается. 88. Вы ошибаетесь. Вспомните, какие заряженные тела называются точечными. 89. Правильно, так как в этой области электрическое поле обеспечивает взаимодействие протона с электроном. 90. Правильно. Во-первых, направления векторов напряженности поля зарядов 4Q и —Q различны; во-вторых, эти векторы уравновешиваются по модулю, так как хотя заряд 4Q>—Q, но и соответствующее расстояние также больше (см. рис.).
К консультации №30
91. Вы ошибаетесь. Чем больше εr, тем сильнее степень поляризации диэлектрика и тем слабее результирующее поле. Следовательно, напряженность поля в слое а увеличится, а в слое b уменьшится, причем U=ξa a+ξb b. 92. Неверно, хотя орбита электрона вытянута. 93. Правильно. Емкость С уменьшается, и, следовательно, заряд Q=CU также уменьшается. 94. Правильно, так как при увеличении εr диэлектрика сила взаимодействия между зарядами согласно закону Кулона уменьшается. 95. Неверно. См. консультацию № 90. 96. Неверно. Прочтите консультацию № 16. 97. Правильно. Орбита электрона смещена и расположена относительно положительно заряженного ядра атома несимметрично, в результате чего образуется диполь (см. рис.). 98. Правильно. 99. Неправильно. При последовательном соединении Собщ<С2. Пренебрегать можно большей ем костью С1. 100. Неверно. В данном случае активная площадь, т. е. площадь, на которой накапливается электричество, как это видно из рисунка к консультации № 57, составляет 2S. 101. Правильно. 102. Правильно.
К консультации №97
103. Это невозможно, так как векторы напряженности полей обоих зарядов направлены в одну сторону (см. рис.). 104. Неверно. См. консультацию № 86. 105. Правильно. Разъяснения даны в консультации № 48.
Консультации к главе 2
1. Правильно. Эти схемы отражают так называемый принцип наложения, суть которого состоит в следующем. Действие источников считают независимым. Определив токи, вызванные каждым источником, находим их алгебраическую сумму. Данный принцип применим для цепей, в которых все сопротивления R=const. 2. Неверно. Чем больше сопротивления амперметра, тем больше ток в цепи с амперметром отличается от тока в цепи без него. 3. Правильно. Разъяснения см. в консультации № 160. 4. Неверно. Это явление имеет место в проводниках второго рода, но оно не является основным. 5. Неверно. Для определения показаний каждого вольтметра необходимо рассчитывать напряжения на двух разных сопротивлениях, включенных последовательно. 6. Правильно, так как q определяется площадью заштрихованного прямоугольника (см. рис.).
К консультации №6
7. Правильно. оба источника работают в режиме генератора. 8. Правильно. 9. Неверно. Сопротивление проводника R прямо пропорционально длине l и обратно пропорционально
площади поперечного сечения S. Следовательно, если диаметр проводника увеличился в 2 раза, то площадь поперечного сечения S увеличивается в 4 раза (площадь прямо пропорциональна квадрату диаметра проводника). Таким образом, при увеличении длины и диаметра проводника в 2 раза сопротивление уменьшится тоже в 2 раза. 10. Неверно. Третье уравнение составлено для внешнего контура, который не имеет ни одного нового элемента по сравнению с двумя другими контурами, для которых составлены первое и второе уравнения. 11. Неверно. Ток, изображенный на этом графике, изменяется по значению. 12. Неверно. См. консультацию № 97. 13. Подумайте и выберите правильный ответ. 14. Неверно. Электрон, движущийся по орбите, создает ток. 15. Правильно. Сопротивление RAB уменьшится; следовательно, уменьшится Roбщ=R1+RAВ. При этом
увеличатся ток I=U/Rобщ и напряжение U1=IR1, но уменьшится напряжение UАВ=U—U1. 16. Вы ошибаетесь. Необходимо часы перевести в секунды. 17. Неверно. См. консультацию № 136. 18.
Правильно. Поэтому, несмотря на то что число столкновений электрических зарядов растет с увеличением температуры, сопротивление уменьшается. 19. Правильно. С ростом сопротивления R3 эквивалентное сопротивление Rэк=R1+R2+R3 увеличивается. В результате уменьшаются ток и падения напряжения U1=IR1; U2=IR2. 20. Неверно. См. консультацию № 161. 21. Правильно (см. рис.). 22. Неверно. 23. Правильно. 24. Неверно. Ток, проходящий в любом сечении, одинаков и выражается формулой I=q0nvS, где q0 — заряд электрона; п — число электронов в единице объема; v — скорость упорядоченного движения электронов; S — площадь поперечного сечения проводника. Следовательно, чем больше S, тем меньше v. 25. Неверно. Предохранитель должен расплавиться раньше, чем загорятся провода, а для этого tпред<tпр. 26. Неверно. Сопротивление медного провода меньше, чем стального. 27. Правильно. 28. Неверно. При установившейся температуре количество теплоты, выделяемое при прохождении тока, равно количеству теплоты, рассеиваемой проводом. При одинаковых значениях ρ и d провода увеличение длины не приводит к росту температуры; во сколько раз увеличится количество теплоты, выделяемое при прохождении тока, во столько же раз возрастет количество теплоты, рассеиваемое проводом. 29. Неправильно. 30. Неверно. Эта формула соответствует частному случаю, когда заданы напряжение и сопротивление цепи. 31. Наоборот. 32. Вы ошибаетесь. 33. Неверно. Обратите внимание на то, что соотношение сопротивлений не изменилось. 34. Правильно, так как при двух узлах можно составить всего одно узловое уравнение и два контурных. 35. Неверно. Вспомните признаки последовательного соединения сопротивлений. 36. Правильно. Если выбрать обход цепи по часовой стрелке (см. рис. 2.12), то ϕС=ϕB—IR, откуда разность потенциалов ϕB—ϕС=UBC—IR. Взяв противоположное направление обхода цепи, получим ϕB=ϕС+IR или ϕB—ϕС=IR, т.е. тот же результат, что и в первом случае. 37. Правильно. 38. Неверно. В этом случае сопротивление ветви Rat, уменьшится в 2 раза и, следовательно, ток увеличится тоже в 2 раза. Режим работы цепи будет нарушен. 39. Неверно. Эта формула соответствует частному случаю, когда заданы ток и сопротивление цепи. 40. Неверно. При таком сечении провод будет перегружен. 41. Правильно. 42. Неверно. Прочтите консультацию № 1. 43. Правильно. Так как R=0, полезная нагрузка отсутствует и, следовательно, вся энергия источника расходуется на его внутреннем сопротивлении, т. е. U=0, E=Uвт. 44. Правильно, так как это приводит к увеличению числа столкновений электронов с ионами и, следовательно, к уменьшению средней скорости движения электронов при постоянной напряженности электрического поля. Это означает, что уменьшаются ток и плотность тока J, которая, согласно закону Ома, определяется как J=γξ. При ξ=const и уменьшении J уменьшается и удельная проводимость γ. 45. Неверно. Эта формула соответствует
частному случаю, когда заданы напряжение и ток в цепи. |
46. Грубая ошибка. |
Вы применили |
||||||||||
неверную формулу |
Rэк |
= |
|
|
|
R1R2R3 |
. |
При |
параллельном |
соединении двух |
сопротивлений |
|
|
R1 |
+ R2 + R3 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
справедлива формула |
R |
|
= |
|
R1R2 |
, но |
ведь |
это частный |
случай, так как формула для него |
|||
|
|
|
||||||||||
|
эк |
|
|
R1 + R2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
получена из общего выражения 1/Rэк=1/R1+1/R2+1/R3 и т.д. 47. Правильно. См. консультацию №24. 48. Правильно, так как движение электрона упорядочено. 49. Правильно. Работа может выражаться той или иной частной формулой в зависимости от данных. 50. Вы ошибаетесь. Основной причиной является громоздкость такого реостата. 51. Правильно. При коротком замыкании напряжение в середине линии равно нулю. 52. Вы ошибаетесь. Обратите внимание на то, что ЭДС источников действуют согласно. 53. Правильно. 54. Неверно. Первое и третье
уравнения ничем не отличаются друг от друга, и фактически при трех неизвестных токах имеются два уравнения. 55. Неверно. Этим признаком характеризуются электролиты, используемые в аккумуляторах и других химических источниках электроэнергии. 56. Ответ неточен. Подумайте, чему равно сопротивление в середине линии при коротком замыкании. 57. Грубая ошибка, так как вы применили неверную формулу 1/Rэк=1/R1+1/R2+1/R3. 58. Правильно. 59. Неверно. Этим признаком характеризуется ионизированный разреженный газ, выполняющий функции проводника, например в лампах дневного света. 60. Неверно. Вспомните, как зависит напряжение на зажимах источника от сопротивления нагрузки. 61. Неверно. См. консультацию № 161. 62. Вы ошибаетесь, так как не учитываете того, что сопротивление провода зависит от его диаметра. 63. Неверно. Вас, возможно, вводит в заблуждение то обстоятельство, что при увеличении Rэк уменьшается ток в цепи. Это так, но ведь и сопротивления всех участков также увеличатся. 64. Неверно. Вы не учитываете, что в цепи еще имеется сопротивление Rвт. 65. Правильно. При разделении зарядов между ними создается электрическое поле, которое препятствует дальнейшему разделению. 66. Вы ошибаетесь. Для правильного ответа необходимо, во-первых, выяснить режим работы каждого источника, во-вторых, написать Выражение для напряжения на зажимах каждого из них. 67. Неверно. См. консультацию № 9. 68. Вы ошибаетесь. Из формулы I=q/t/ следует, что q=It. Таким образом, площадь прямоугольника, ограниченная графиком тока и осью времени, соответствует количеству электричества, проходящему через проводник за данное время, например t1 (см. рис. к консультации № 6). 69. Правильно. 70. Неверно. Это возможно в том случае, когда удельные сопротивления меди и стали были бы одинаковы. 71. Вы ошибаетесь. См. консультацию № 160. 72. Правильно. 73. Вы ошибаетесь, так как не учли того, что провода линии обладают сопротивлением. 74. Неверно. Если было так, как вы думаете, то при разомкнутой цепи разделение зарядов продолжалось бы практически до бесконечности. В действительности по мере разделения зарядов возникает электрическое поле, противодействующее разделению. Когда напряженность электрического поля становится равной напряженности стороннего поля, разделение зарядов прекращается. 75. Вы ошибаетесь. См. консультацию № 88. 76. Правильно. В этом случае сопротивление ветви Rаb определяется по формуле 1/Rэк=1/R1+1/R2+1/R3+1/RV. При RV>>Rab 1/RV≈0. Следовательно, сопротивление Rab не зависит от сопротивления RV. Таким образом, режим работы цепи не меняется. 77. Неверно. 78. Неверно. Прочтите консультацию № 28. 79. Неверно. Напряжение U действует на всей ветви ABC. 80. Правильно. Положительно
заряженные ионы закреплены в узлах кристаллической решетки и могут совершать только колебательные движения, а электроны внешних орбит свободны и могут перемещаться под действием сил электрического поля. 81. Правильно. Температурный коэффициент сопротивления меди α достаточно велик (α=0,004), поэтому при нагревании медного проводника на 10°С его сопротивление меняется на 4%, 82. Правильно. Отношение RV1/RV2=14/8. Следовательно, общее напряжение делится в том же отношении. 83. Вы ошибаетесь. Прочтите еще раз данный параграф. 84. Правильно, так как имеет место падение напряжения в проводах, соединяющих сопротивления R1 и R2. 85. Неверно. Изменение напряженности электрического поля приводит к изменению скорости движения электронов и, следовательно, к изменению тока. При этом сопротивление проводника не меняется. 86. Неверно. 87. Неверно. Прочтите консультацию № 81. 88. Неверно. При увеличении числа ветвей проводимость цепи растет и, следовательно, увеличивается ток I, что вызывает рост напряжения Uвт=IRвт. При этом U=E—Uвт, уменьшается. 89. Правильно, Так как запас энергии в конденсаторе ограничен. 90. Правильно. Разъяснение дано в консультации № 28. 91. Неверно. Оба источника находятся в одной ветви, и их можно заменить одним источником с ЭДС, равной Е1+Е2. При этом сопротивления R1—R5 образуют смешанное соединение. 92. Неверно. График выражает линейную зависимость типа y=kx, или в принятых координатах с учетом закона Ома U=RI. Следовательно, R=const. 93. Неверно. Если сопротивление R3 уменьшится, то уменьшается и Rэк этого разветвления. Следовательно, увеличивается ток в цепи и напряжение Uвт=IRвт. Это приводит к уменьшению напряжения и токов I1 и I2 на разветвлении. 94. Неправильно. Проанализируйте распределение напряжения в зависимости от сопротивления. 95. Неправильно. Этим признаком характеризуются изоляторы. 96. Правильно. Это график соответствует случаю i=const (y=const). 97. Правильно. Число узловых уравнений должно быть на единицу меньше числа узлов в схеме. Число же контурных уравнений равно четырем, так как неизвестных токов семь по числу ветвей. 98. Вы ошибаетесь. Постоянство сопротивления Rвт не означает независимости потерь энергии от изменения сопротивления нагрузки. 99. Неправильно.
Прочтите консультацию № 74. 100. Неверно. Ток будет проходить только при разрядке конденсатора. 101. Вы ошибаетесь. Например, увеличение приложенного напряжения приводит к увеличению тока, что вызывает изменение температуры провода, а следовательно, и сопротивления. 102. Правильно. Мощность потерь Рвт=I2/Rвт. Ток I=E/(R+Rвт) зависит от сопротивления R. 103. Правильно. 104. Правильно. 105. Правильно. 106. Неверно. См.
консультацию |
№ 108. 107. Вы ошибаетесь. Законы Кирхгофа справедливы для любых |
электрических |
цепей. 108. Неверно. Следует найти удельное сопротивление материала r и по его |
значению, пользуясь табл. 2.1, определить материал. 109. Вы ошибаетесь. Ток в цепи проходить будет, но не долго, так как запас энергии в конденсаторе ограничен. 110. Вы ошибаетесь. Чем больше Rвт, тем больше потери и меньше КПД. 111. Вы ошибаетесь. Ваш ответ нелогичен. Ухудшение контакта в розетке приводит к увеличению сопротивления всей цепи; следовательно, уменьшению тока. Таким образом, количество теплоты уменьшается. 112. Неправильно. Вы забыли, что провода линии обладают сопротивлением. 113. Неверно. При таком соотношении загорится проводка. 114. Правильно. Признаком последовательного соединения является одинаковый ток по всей цепи. В данном случае ток в точке В разветвляется. 115. Правильно. На графике отражена зависимость U=RI, где R=const. 116. Правильно. В обоих случаях ток I=(E1— E2)/(R+Rвт1+Rвт2). 117. Грубая ошибка. Если сопротивление вольтметра RV=0, то и сопротивление Rab=0, а это изменяет режим работы цепи. 118. Неверно. 119. Вы ошибаетесь. Линия состоит из двух проводов, а вы учли только один. 120. Неправильно. На левой схеме в цепи источника включена полезная нагрузка сопротивлением R и, следовательно, часть энергии источника расходуется на этой нагрузке. Для этой схемы справедливо равенство E=Uвт+U. 121. Правильно. В этом случае предохранитель расплавится раньше, чем успеет загореться проводка. 122. Неверно. Еще раз проработайте материал данного параграфа. 123. Неверно. Напряжение на зажимах источника зависит от сопротивления нагрузки. 124. Неверно. Прочтите консультацию № 170. 125. Неверно. Приведенные графики различны и только один из них соответствует постоянному току. 126. Неправильно. Энергию выгодно передавать под большим напряжением, так как при заданной мощности P=UI чем больше напряжение U, тем меньше ток I. Следовательно, можно взять провод с меньшим S. 127. Правильно. С уменьшением R2 общее сопротивление схемы уменьшится, а ток увеличится. Следовательно, DU1 увеличится, a U1=U—DU1 уменьшится. 128. Неверно. Это утверждение справедливо для проводников, изготовленных из различных металлов. Для проводников, изготовленных из одного металла, расстояние между ионами в узлах решетки не меняется, и, следовательно, при данной температуре удельное сопротивление p=const. 129.
Правильно. КПД h=Рполез/Рполн=(EI—I2Rвт)/(EI). 130. Неверно. Ошибка заключается в том, что вы не выразили время в секундах и не учли, что количество теплоты задано в килоджоулях. 131.
Неверно. Сопротивление R1 включено параллельно ветви, образованной последовательным соединением сопротивлений R2 и R3. 132. Грубая ошибка. 133. Грубая ошибка. Ток в цепи без амперметра I=U/(R1+R2), с амперметром I'=U/(R1+R2+RA). Так как RA>(R1+R2), то I'<I и режим работы цепи нарушен. 134. Вы ошибаетесь. Вспомните формулу для площади поперечного сечения провода S. 135. Неверно. Для ответа на вопрос следует рассматривать всю цепь, а не один участок. 136. Правильно, так как проводимость проводника G пропорциональна площади его поперечного сечения S. 137. Неверно. Ток в цепи с амперметром уменьшится в 2 раза, и, следовательно, режим работы изменится. 138. Правильно. Площадь поперечного сечения провода обратно пропорциональна квадрату напряжения. Следовательно, имеет место экономия материала провода. 139. Правильно. ЭДС количественно отражает работу сторонних сил и поэтому является энергетической характеристикой. 140. Правильно. 141. Правильно. Напряжение на зажимах
источника Е1 U1=Е1+IRвт1, а на зажимах источника Е2 U2=Е2-IRвт2. 142. Вы ошибаетесь. Вы не обратили внимание на то, что ток уменьшается. 143. Неправильно. Выясните, в каком режиме
работает каждый источник. 144. Правильно. По закону Ома, приложенное напряжение должно соответствовать напряжению участка, через который проходит ток. 145. Правильно. 146. Неправильно. Число электронов в единице объема у металлов практически не изменяется. Это свойство присуще, например, электролитам. 147. Правильно, так как удельное сопротивление материала r=RS/l=4,2×1/10=0,42Ом×мм2/м, что соответствует манганину. 148. Правильно, так как DU=I2R=20×0,05 В. 149. Неверно. Прочтите консультацию № 24. 150. Правильно. 151. Правильно. 152. Уравнение составлено правильно. Только приходящие токи взяты со знаком минус, а уходящие—со знаком плюс. 153. Правильно. 154. Правильно. 155. Неверно. Прочтите