- •Розв’язок задач. Методичні рекомендації
- •Приклади розв'язування задач Механіка
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Молекулярна фiзика I термодинамiка
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Електрика I магнетизм
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Оптика, фізика атома, ядра, твердого тіла
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
- •Розв'язок
Розв'язок
U = 105 В P = 5104 Вт n = 0,01 = 5103 м = 1,710-8 Омм |
Падiння напруги в проводах U = IR, (1) пропорцiональне опору проводiв: R = , (2) де питомий опiр провода; 2довжина |
S ? |
проводiв (два проводи); S перерiз провода.
Струм I можна знайти за потужнiстю i напругою на клемах джерела струму:
I = . (3)
Враховуючи, що падiння напруги в проводах має становити не бiльше нiж частку n вiд прикладеної напруги
U1 = nU , (4)
прирiвняємо вирази (1) i (4) i пiдставимо значення I i R iз формул (2) i (3):
= nU або S =.
Розмiрнiсть [S] = = м2
Числове значення
S == 8,510-8 м2.
Задача 10. До двох батарей, з'єднаних паралельно, пiдiмкнули електричну лампу. Який опiр має бути у лампи, аби вона споживала максимальну потужнiсть? Визначити максимальну потужнiсть при ЕРС батарей 12 В i 10 В i однакових внутрiшнiх опорах батарей по 1 Ом.
Розв'язок
Е1 = 12 В Е2 = 10 В r1 = r2 = 1Ом |
Для розв'язку задачi застосуємо закони Кiрхгофа для розгалужених кiл. Для цього позначимо на схемi напрямки струмiв i виберемо напрямок обходу контурiв На схемi маємо два вузли F i C. За першим законом Кiрхгофа можна скласти тiльки одне рiвняння. Сума струмів, що знаходяться, | |
R, P ? |
|
наприклад, у вузлі С:
I1 + I2 – I = 0 (1)
Застосуємо другий закон Кiрхгофа, запишемо для контура ABDE (обхід за годинниковою стрілкою!) :
I1 r1+ I R = Е1 (2)
Для контура FCDE;
I2 r2+ I R = Е2 . (3)
Рiвняння (1) (3) утворюють систему, за допомогою якої можна визначити три елементи електричного кола. Визначаючи I1 та I2 iз виразів (2) та (3) i пiдставляючи їх значення в формулу (1), знаходимо значення струму в лампi, виражене через iї опiр:
I =. (4)
Потужнiсть, що споживається електролампою, подамо так:
P = I2R = (Е1 + Е2 )2 = 0 . (5)
Для визначення опору R = R0 , за яким лампа споживає максимальну потужність, продиференцiюємо рівняння (5) за R i прирiвняємо похiдну до нуля:
(Е1 + Е2 )2 = 0,
звiдки одержуємо R0 = r/2. Оскiльки величина Р позитивна, то це значення R вiдповiдає максимуму, в чому легко впевнитися, застосувавши метод змiни знаку першої похiдної при переходi через значення R. З урахуванням того, що R0 = r/2, за формулою (5) обчислюємо максимальну потужнiсть лампи:
Pмах = (Е1 + Е2 )2 == 60,5 Вт.
Задача 11. По двох довгих прямолiнiйних проводах, якi розмiщенi на вiдстанi 5 см один вiд одного, течуть струми по 10 А. Визначити напруженiсть магнiтного поля, що створюється в точцi, яка лежить посерединi мiж проводами у випадках, коли струми течуть: 1) в одному напрямку; 2) в протилежних напрямках.