Е л е к т р и к а Электростатика і постійний струм

Закон Кулона взаємодії точкових зарядiв

F = q₁q₂ / ( 4πεε₀r² ), (1)

де q₁ i q₂  електричнi заряди; ε  вiдноснa дiелектрична проникнiсть середовища; ε₀  8,8510^-12 Ф/м  електрична стала.

Напруженiсть електричного поля

E = F / q, (2)

де F  сила, що дiє на точковий заряд q.

Напруженiсть електричного поля точкового заряду

E = q / ( 4πεε₀r² ). (3)

Напруженiсть поля кiлькох дискретних зарядiв знаходять за правилом геометричного складання полiв окремих зарядiв.

Напруженiсть поля безмежної однорiдно зарядженої площини

E = σ / ( 2εε₀ ), (4)

де σ  поверхнева густина зарядiв на площинi.

Напруженiсть поля зарядженої кулi

E = q / ( 4πεε₀r² ), (5)

де q  заряд на кулi; r  вiдстань вiд центру кулi (r > R, де R  радiус кулi).

Робота при перенесеннi заряду з точки 1 у точку 2 електричного поля

A = q ( φ₁ – φ₂ ), (6)

де φ₁  потенцiал початкової точки; φ₂  потенцiал наступної точки.

Потенцiал поля точкового заряду

φ = q / ( 4πεε₀r ), (7)

де r  вiдстань вiд заряду.

Зв`язок напруженостi поля в точцi з потенцiалом

E = - dφ / dr , (8)

де похiдна вiд потенцiалу береться вздовж силової лiнiї.

У випадку однорiдного поля iз формули (8) випливає, що

Е = U / d , (9)

де U  різниця потенціалів; d  відстань між точками.

Потенціал відокремленого провідника і заряд на ньому пов’язані співвідношенням

q = C U, (10)

де С  електрична ємність провідника.

Ємність плоского конденсатора

С = εε₀S / d, (11)

де S  площа обкладки конденсатора; d  відстань між обкладками.

Енергія зарядженого провідника

W = qφ / 2 = Cφ² / 2 = q² / ( 2C ). (12)

Енергiя зарядженого конденсаторa

W = q U / 2 =CU² / 2 = q² / ( 2C ). (13)

Об`ємна густина енергiї електричного поля

w = εε₀E² / 2 . (14)

Сила струму пов'язана з зарядом, що протiкає через поперечний перерiз провiдника, спiввiдношенням

I = dq / dt . (15)

При постiйному струмi з формули (15) випливає, що

I = q / t. (16)

Густина електричного струму дорівнює

J = I / S, (17)

де S  площа поперечного перерiзу провiдника.

Сила струму, що йде на дiлянцi провiдника,

I = U / R, (18)

де U  напруга на дiлянцi; R  опiр дiлянки.

Опiр провiдника

R = ρl / S, (19)

де ρ  питомий опiр; l  довжина; S  площа поперечного перерiзу про-вiдника.

Залежнiсть вiд температури питомого опору провiдника визначається

спiввiдношенням

ρ = ρ₀( 1 + α t^ ), (20)

де ρ₀  питомий опiр при 0С; α  температурний коефiцiєнт опору.

Для розгалуджених електричних тiл мають мiсце два закони Кiрхго-фа.

Перший закон: "Алгебраїчна сума сил струмiв, що сходяться у вузлi, дорiвнює нулю".

Σ I_i = I₁ + I₂ + I₃ + . . . = 0. (21)

Другий закон: "В довiльному замкнутому контурi алгебраїчна сума падiнь напруги на окремих дiлянках кола дорiвнює алгебраїчнiй сумi електрорушiйних сил, що дiють в цьому контурi"

I₁R₁ + I₂R₂ + I₃R₃ + . . . = ε₁ + ε₂ + ε₃ + . . . . (22)

Густина струму насичення J_n при термоелектронній емісії визначається за формулою Річардсона-Дешмана

J_n = BT²exp(-A/kT), (23)

де Т – температура катоду, А – робота виходу, k – стала Больцмана, В – емісійна стала даного металу.

При невисоких густинах струму J в газi має мiсце закон Ома

J = qn( u₊ + u _- )E = σE, (24)

де Е  напруженiсть поля; σ  питома провiднiсть (величина, обернена до питомого опору); q  заряд iону; u₊ , u _-  рухливостi позитивних та негативних iонiв.

Контактна різниця потенціалів металу 2 порівняно з металом 1 виражається співвідношенням

, (25)

де φ₂ – потенціал металу 2, φ₁ – потенціал металу 1, k – стала Больцмана, e – елементарний заряд, n₁ і n₂ – концентрації електронів в металах 1 та 2 відповідно, А₁ і А₂ – роботи виходу електронів з відповідних металів, Т – температура контакту в кельвінах.

* * *

301. Вiдстань мiж зарядами 10^-7 Кл i 510^-8 Кл дорiвнює 0,1 м. Визначити силу, що дiє на заряд 10^-6 Кл, який вiддалений на 12 cм вiд першого заряду i на 10 см вiд другого.

302. Двi кульки масою по 0,1 г кожна підчепленi на нитках, верхнi кiнцi яких з'єднанi разом. Довжина кожної нитки 0,1 м. Якi однаковi заряди необхідно надати кулькам, щоб нитки розiйшлися на кут 1 рад?

303. Двi однаковi зарядженi кульки пiдчепленi в однiй точцi на нитках однакової довжини. При цьому нитки розiйшлися на деякий кут. Кульки занурюються в олію густиною 800 кг/м³. Яка дiелектрична проникнiсть олії, якщо кут розходження ниток пiсля занурення кульок залишається сталим? Густина матерiалу кульок 1600 кг/м³.

304. Чотири однаковi заряди по 10 нКл кожний закрiплені у вершинах квадрату зi стороною 0,2 м. Знайти силу, що дiє на один з цих зарядiв з боку останнiх.

305. Вiдстань між двома точковими зарядами 810^-8 Кл i 510^-8 Кл дорiвнює 0,2 м. Обчислити напруженiсть поля в точцi, що лежить посерединi мiж зарядами.

306. Вiдстань мiж двома точковими зарядами 710^-8 Кл i -1,510^-8 Кл дорiвнює 5 см. Знайти напруженiсть поля в точцi, що знаходиться на вiдстанi 3 см вiд позитивного i 4 см вiд негативного зарядів.

307. Мiдну кулю, якiй надали заряд 1,110^-8 Кл, помiстили в олію густина якої 800 кг/м³. В однорiдному електричному полi куля виявилася зваженою в олії. Визначити дiаметр кулi, якщо електричне поле спрямоване вертикально вгору i його напруженiсть 3,610³ В/м.

308. На зарядженiй безмежнiй вертикально розмiщенiй площинi закрiплено нитку, на якiй звисає на деякому вiддаленнi вiд площини однойменно заряджена кулька вагою 410^-5 Н i зарядом 6,6710^-10 Кл. Натяг нитки, на якiй висить кулька, дорiвнює 4,910^-4 Н. Знайти поверхневу густину зарядiв на площинi.

309. Вiдстань мiж точковими зарядами 210^-10 Кл i -410^-9 Кл дорiвнює 0,6 м. Визначити точку, в яку має бути помiщений третiй заряд, щоб система зарядiв знаходилась у рiвновазi. Чи стiйка буде рiвновага?

310. На зарядженiй безмежнiй вертикально розмiщенiй площинi закрiплена нитка, на якiй звисла на деякому вiддаленнi вiд площини однойменно заряджена кулька масою 1 г iз зарядом 10 нКл. Який кут з площиною утворює нитка, на якiй звисає кулька, якщо поверхнева густина зарядiв на площинi дорівнює 310^-9 Кл/см²?

311. Вiдстань мiж зарядами 10^-9 Кл i -10^-8 Кл дорiвнює 0,55 м. Визначити напруженiсть поля в точцi, потенцiал якої дорiвнює нулю.

312. Знайти напруженiсть поля на вiдстанi 0,2 нм вiд одновалентного iона. Заряд iона вважати точковим.

313. З якою силою на одиницю площi вiдштовхуються двi однойменно зарядженi безмежнi площини з однаковою поверхневою густиною зарядiв у 310^-8 Кл/см²?

314. Вiдстань мiж двома точковими зарядами 10^-7 Кл i -2,510^-8 Кл дорiвнює 8 см. Визначити положення точки на прямiй, яка проходить через заряди, напруженiсть поля в якiй дорiвнює нулю. Визначити потенцiал в цiй точцi.

315. На яку вiдстань можуть зблизитись два електрони, якщо вони рухаються назустрiч один одному з вiдносною швидкiстю 10⁶ м/с?

316. Електрон, пройшовши в плоскому конденсаторi вiдстань вiд однiєї пластини до другої, набуває швидкiсть 10⁶ м/с. Вiдстань мiж пластинами 5,3 мм. Знайти:

1. рiзницю потенцiалiв мiж пластинами;

2. напруженiсть поля в серединi конденсатора;

3. поверхневу густину зарядiв на пластинах.

317. Вiсiм заряджених водяних крапель радiусом 1мм i з зарядом 10^-10 Кл кожна зливаються в одну велику водяну краплю. Знайти потенцiал великої краплi.

318. Сто однакових крапель ртутi, заряджених до потенцiалу 20 В, зливаються в одну велику краплю. Визначити потенцiал утвореної краплi.

319. Приймаючи Землю за кулю радiусом 610⁶ м, визначити заряд Землi, якщо напруженiсть поля бiля поверхнi Землi 100 В/м. Визначити потенцiал Землi.

320. Вiдстань мiж нерухомим зарядом 10 нКл i вiльним зарядом 10 нКл дорiвнює 10 см. Яку роботу виконують сили поля при перемiщеннi вiльного заряду на вiдстань 1 м вiд першого?

321. Рiзниця потенцiалiв мiж катодом i анодом електронної лампи дорiвнює 90 В. Яку швидкiсть набуває електрон, пiдлiтаючи до аноду? З яким прискоренням рухається електрон, якщо вiдстань мiж катодом i анодом дорiвнює 1 мм?

322. При розбризкуваннi рiдини утворюються краплi, якi при цьому звичайно електризуються. Одна з таких крапель масою 410^-8 мг попадає в електричне поле мiж пластинами плоского конденсатора, розмiщеними горизонтально на вiдстанi 24 мм одна вiд одної. Визначити заряд краплi i число надлишкових електронiв, якщо рiзниця потенцiалiв пластин дорiвнює 1470 В. Крапля знаходиться у рiвновазi.

323. Крапля вагою 10^-8Н знаходиться в електричному полi мiж пластинами конденсатора, розмiщеними горизонтально. При тертi об повiтря крапля заряджається так, що її вага зрiвноважується дiєю поля конденсатора, напруженiсть якого дорiвнює 10⁵ В/м. Знайти заряд краплi.

324. Мiж пластинами конденсатора, розмiщеними горизонтально на вiдстанi 50 мм одна вiд одної, знаходиться крапля води з присталими до неї 100 електронами. До якої рiзницi потенцiалiв мають зарядити конденсатор, щоб крапля з масою 10^-12 кг знаходилась у зваженому станi?

325. Плоский конденсатор може бути застосований як чутливi мiкротерези. В серединi горизонтально розмiщеного плоского конденсатора, вiдстань мiж пластинами якого дорiвнює 4 мм, знаходиться частинка з зарядом 4,810^-19 Кл. Для того, щоб частинка знаходилась у рiвновазi, мiж пластинами конденсатора створили рiзницю потенцiалiв 40 В. Знайти масу частинки.

326. Порошинка вагою 310^-9 Н знаходиться у зваженому станi мiж пластинами конденсатора, розмiщеними горизонтально на вiдстанi 5 мм одна вiд одної i зарядженими до напруги 600 В. Визначити заряд порошинки.

327. Рiзниця потенцiалiв мiж пластинами плоского конденсатора дорiвнює 90 В. Площа пластини 60 см² i заряд 10 нКл. На якiй вiдстанi одна вiд одної знаходяться пластини?

328. Конденсатори ємнiстю 1 мкФ, 2 мкФ i 3 мкФ увімкненi в коло з напругою 1200 В. Визначити заряди i рiзницю потенцiалiв на обкладках конденсаторiв у випадках послiдовного i паралельного їх вмикання.

329. Яку роботу мають виконати, щоб збільшити відстань між пластинами плоского конденсатора від 3 см до 10 см. Площа пластин 100 см². Напруга між пластинами стала і дорівнює 220 В.

330. Відокремлена металева куля діаметром 40 м заряджена до потенціалу 9 кВ. Визначити величину заряду і енергію зарядженої кулі.

331. Пластини плоского конденсатора площею 0,01 м² кожна притягуються одна до одної із силою 0,03 Н. Простір між пластинами заповнений слюдою. Знайти заряди на пластинах, напруженість поля між ними і енергію зарядженого конденсатора.

332. П’ять паралельно з’єднаних однакових конденсаторiв ємнiстю по 0,1 мкФ кожен заряджуються до загальної рiзницi потенцiалiв 30 кВ. Визначити середню потужнiсть розряду, якщо батарея розряджується за 1,5 мкс, а залишкова напруга дорiвнює 500 В.

333. Два конденсатори ємностями 1,5 нФ i 1 нФ, з’єднанi послiдовно, заряджують до потенцiалу 10 кВ i, не розряджуючи, з’єднують паралельно. Визначити енергiю конденсаторiв до i пiсля перемикання та роботу розряду.

334. Перший конденсатор ємнiстю 3 мкФ був заряджений до напруги 40 В. Пiсля вiдмикання вiд джерела струму конденсатор був з’єднаний паралельно з незарядженим конденсатором ємнiстю 5 мкФ. Яка енергiя першого конденсатора витрачається на утворення iскри в момент приєднання?

335. Плоский повiтряний конденсатор, вiдстань мiж пластинами якого 2 см, заряджений до напруги 3 кВ. Яка буде напруженiсть поля конденсатора, якщо, не вiдмикаючи джерела напруги, пластини розвести до вiдстанi 5 см? Обчислити енергiю конденсатора до i пiсля розсування. Площа пластин 100 см².

336. Плоский повiтряний конденсатор з площею пластин 0,01 м² i вiдстанню мiж ними 1 мм заряджено до 100 В. Потiм пластини розводять до вiдстанi 25 мм. Знайти енергiю конденсатора до i пiсля розсування пластин, якщо джерело струму перед розсуванням:

1. не вимикають;

2. вимикають.

337. З якою силою на одиницю площi вiдштовхуються двi однойменно зарядженi безмежнi площини з однаковою поверхневою густиною зарядiв, що дорiвнює 210^-6 Кл/м²?

338. Плоский повiтряний конденсатор ємнiстю 1,110^-10 Ф зарядили до напруги 300 В. Пiсля вiдмикання вiд джерела напруги вiдстань мiж пластинами конденсатора було збiльшено в 5 разiв. Визначити напругу на конденсаторi пiсля розсування пластин i виконану при цьому роботу.

339. Плоский конденсатор з площею пластин 300 см² кожна заряджено до напруги 1 кВ. Вiдстань мiж пластинами 4 см. Дiелектрик  скло. Визначити енергiю конденсатора i густину енергiї поля.

340. Сила струму у провiднику змiнюється з часом за рiвнянням I = 4 + 2t. Яка кiлькiсть електрики проходить через поперечний перерiз провiдника за час вiд t = 2 с до t = 6 с? При якiй силi постiйного струму через поперечний перерiз провiдника за цей час проходить така ж кiлькiсть електрики?

341. Вiд колгоспної електростанцiї до електрофiкованого току на вiдстань 5 км треба провести повiтряну електролiнiю. Скiльки за вагою потрiбно мiдного проводу, якщо опiр лiнiї має бути не бiльшим 1,7 Ом?

342. Колгоспна електростанцiя живить струмом електродвигун, який приводить до дiї водяний насос, розмiщений на вiдстанi 500 м i споживаючий струм 10 А. Скiльки потрiбно кiлограмiв сталевого проводу, щоб втрати напруги були 30 В?

343. Визначити заряд, який пройшов по провiднику із опором 3 Ом при рiвномiрному зростаннi напруги на кiнцях проводу вiд 2 В до 4 В протягом 20 с.

344. Напруга на клемах батареї акумулятора дорiвнює 12 В. Амперметр показує струм 5,1 А. В колi три паралельно з’єднанi лампи з однаковими опорами. Визначити опiр кожної лампи.

345. Радiотрансляцiйна мережа має 100 репродукторiв опором 4000 Ом кожний. Напруга в мережi 30 В. Визначити загальний опiр всiх репродукторiв, увiмкнених паралельно, струм в кожному з них i загальний струм.

346. Для освiтлення будiвельного майданчика мають встановити ліхтар із номiнальною напругою 120 В i опором 30 Ом. Який додатковий опiр треба з’єднати послiдовно з ліхтарем, щоб його можна було увiмкнути в мережу 220 В?

347. Вольтметр має опiр 6000 Ом i розрахований на вимiрювання напруги 150 В. Який додатковий опiр треба пiд’єднати послiдовно до вольтметра, щоб ним можна було вимiрювати напругу 250 В?

348. Мають призначений для вимiрiв напруги до 30 В вольтметр опором 2 кОм, шкала якого роздiлена на 150 подiлок. Який опiр треба взяти i як його увiмкнути, щоб вольтметром можна було вимiрювати напругу до 75 В? Як змiниться при цьому цiна подiлки вольтметра?

349. Амперметр, виготуваний для вимiрiв сили струму до 0,1 А, має опiр 0,2 Ом. Його треба використати для вимiрiв сили струму 1 А, 5 А, 10 А. Визначити опори шунтiв до нього в кожному випадку.

350. Мають призначений для вимірювання струмiв до 10 А амперметр опором 0,18 Ом, шкала якого роздiлена на 100 подiлок. Який опiр треба взяти i як його увiмкнути, щоб цим амперметром можна було вимiрювати силу струму до 100 А. Як змiниться при цьому цiна подiлки приладу?

351. Скiльки води можна скип’ятити, затративши 3 ГВт-год. електричної енергiї? Початкова температура води 283 К. ККД нагрiвача 0,7.

352. Примiщення втрачає за добу 10 МДж тепла. Для обiгрiву примiщення i пiдтримання сталої температури користуються електропіччю, увiмкненою в мережу з напругою 120 В. Скiльки метрiв нiхромового дроту перерiзом 10^-6 м² треба витратити для виготовлення такої печі?

353. У мiдному провiднику довжиною 2 м i площею поперечного перерiзу 510^-6 м² iде струм. При цьому щосекунди видiляється 0,35 Дж тепла. Скiльки електронiв проходить за 1с через поперечний перерiз цього провiдника?

354. Для нагрiвання 4,5 л води вiд 300 К до кипiння нагрівник споживає 0,5 кВт-год електроенергії. Чому дорівнює ККД нагрівника?

355. Якої довжини треба взяти нікеліновий дріт перерізом 0,05 мм² для виготовлення кип’ятильника, яким за 15 хв. можна скип’ятити 1 л води, взятої при 10С? Напруга мережі 110 В, ККД нагрівача 60 %.

356. Скільки треба сплатити за використання електроенергії щомісяця, якщо щоденно по 6 год горять дві електричні лампи, що споживають при 120 В струм 0,5 А? Крім того, щоденно кип’ятиться 3 л води (початкова температура води 10С). ККД нагрівача 80 %. Тариф  20 коп. за 1кВтгод.

357. В майстерні встановлено 2 двигуни, які увімкнено до мережі паралельно під напругою 220 В. Сила струму у мережі 20 А. Визначити потужність, споживану кожним двигуном, і вартість електроенергії, витраченої за 6 год. роботи обома двигунами, при тарифі 20 коп. за 1 кВтгод.

358. Каменеподрібнювач повинен працювати під напругою 100 В, споживаючи струм 40 А. Напруга на електростанції 120 В, а відстань до неї 1 км. Визначити переріз мідного проводу, що з’єднує каменеподрібнювач з електростанцією.

359. Від джерела струму з ЕРС 500 В треба передати енергію на відстань 2,5 км. Споживана потужність 32 кВт. Знайти мінімальні втрати в мережі, якщо діаметр мідних провідників дорівнює 15 мм. Внутрішнім опором джерела струму знехтувати.

360. Вольтметр на колгоспній електростанції показує 260 В, а лампи на тваринницькій фермі мають незначний накал (напруга не перевищує 180 В). Як пояснити таку невідповідність? Вкажіть шляхи її усунення. Визначте найбільший опір підвідних провідників, якщо на фермі 10 електроламп потужністю 100 Вт кожна, розрахованих на напругу 220 В.

*361. Генератор живить 100 паралельно увімкнених ламп з опором 240 Ом кожна. Опір підвідних провідників 0,6 Ом. Внутрішній опір генератора 0,5 Ом. Знайти електрорушійну силу генератора і споживану лампами потужність, якщо напруга на затискачах генератора 120 В.

362. Для освітлення будинку необхідно 25 електроламп по 100 Вт і 50 ламп по 60 Вт. Лампи мають горіти під напругою 220 В. Якою має бути напруга на полюсах генератора, якщо вiн знаходиться на вiдстанi 100 м вiд будинку? Проводи мiднi, перерiз  3,0 мм².

363. Визначити силу струму в колi, що складається iз двох елементiв з ЕРС 1,6 В i 1,2 В i внутрiшнiми опорами 0,6 Ом i 0,4 Ом, з’єднаних однойменними полюсами.

364. Три джерела з ЕРС 1,8 В, 1,4 В i 1,0 В i внутрiшнiми опорами вiдповiдно 0,6 Ом, 0,4 Ом i 0,8 Ом з’єднанi однойменними полюсами. Визначити силу струму в елементах. Опором з’єднувальних проводiв знехтувати.

365. Опiр 4 Ом вiмкнено до двох паралельно з’єднаних джерел струму з ЕРС 2,2 В i 1,4 В i внутрiшнiми опорами 0,6 Ом i 0,4 Ом. Визначити струм в опорi i напругу на затискачах другого елемента.

366. Батарея акумуляторiв з’єднана паралельно з генератором постiйного струму. ЕРС генератора 110 В, батареї 100 В, їх внутрiшнi опори по 0,5 Ом. В залежностi вiд навантаження мережi акумулятори можуть розряджатися i допомогати генератору живити мережу або заряджатися. Визначити, який з цих випадкiв трапиться при опорi в мережi 100 Ом.

367. Двi батареї з ЕРС 5В i 3В i внутрiшнiми опорами 0,6 Ом i 0,3 Ом з’єднанi однойменними полюсами i пiдiмкненi до зовнiшнього опору 1,7 Ом. Визначити струм в зовнiшньому колi, першiй та другiй батареях.

368. Три джерела з ЕРС 1,2 В, 1,1 В i 1,3 В i внутрiшнiми опорами 0,1Ом, 0,2 Ом та 0,3 Ом з’єднанi однойменними полюсами i пiдiмкненi до зовнiшнього опору 3 Ом. Знайти струми, що йдуть в елементах i зовнiшньому опорi.

369. Два елементи з ЕРС 5 В i 3 В i внутрiшнiми опорами 1 Ом i 5 Ом з’єднанi однойменними полюсами i пiдiмкненi до реостату опором 3 Ом. Визначити напругу на затискачах реостату.

370. Двi батареї з ЕРС 5 В i 7 В i внутрiшнiми опорами 0,8 Ом i 0,4 Ом з’єднанi однаковими полюсами і живлять опiр 1,5 Ом. Визначити струми у батареях i в зовнiшньому опорi.

371. Визначити силу струму в колi, що складається з двох елементiв з ЕРС 1,6 В i 1,2 В i внутрiшнiми опорами 0,6 Ом i 0,4 Ом, з’єднаних однойменними полюсами.

372. Два елементи з ЕРС 1,6 В i 1,2 В з’єднанi однойменними полюсами. Визначити внутрiшнiй опiр першого елементу, якщо у другого вiн становить 0,4 Ом. Струм у колi 0,4 А.

373. Опiр 4 Ом пiдiмкнено до двох паралельно з’єднаних джерел струму з ЕРС 2,2 В i 1,4 В. Визначити внутрiшнi опори джерел струму. Зарядний струм через другий елемент дорiвнює 2 А, а напруга на його затискачах дорiвнює 1,6 В.

374. Три батареї з ЕРС 8 В, 3 В i 4 В i внутрiшнiми опорами по 2 Ом кожна з’єднанi паралельно. Визначити струми, що йдуть через батареї.

375. Обмотка електрокаструлi, що мiстить 2 л води, складається iз двох секцiй опором 250 Ом кожна. Початкова температура води 288 К, напруга в мережi 120 В, ККД нагрiвача 0,8. Визначити, через який час закипить вода, якщо:

1. вiмкнена одна секцiя;

2. обидвi секцiї вiмкненi послiдовно;

3. обидвi секцiї вiмкненi паралельно.

376. Яку потужнiсть споживає нагрiвач електричного чайника, якщо 1 л води закипає в ньому через 90 с? Який опiр нагрiвача, якщо напруга в мережi 220 В? Початкова температура води 13С. Втратами тепла знехтувати.

377. Сільська електростанція при напрузі 220 В живить 100 ламп по-тужністю по 60 Вт і 4 двигуни, які споживають струм по 10 А кожний. Двигуни працюють в середньому по 10 год., а лампи горять по 12 год. на добу. Яку корисну потужність повинен мати генератор станції і яка витрата енергії за добу? Опором лінії знехтувати.

378. Батарейка кишенькового ліхтаря складається з трьох послідовно з’єднаних елементiв з ЕРС 1,5 В i внутрiшнiм опором по 1,7 Ом кожний. Опiр лампочки 17,4 Ом. Визначити силу струму в лампочці i потужнiсть електричної енергії, яку вона споживає.

379. Електромотор, увiмкнений пiд напругу 380 В, тягне плуг i зорює 1 га за 0,8 год. Сила струму, споживана мотором, 115 А. Визначити потужність мотору i витрати енергiї на 1 га.

380. Визначити потужнiсть i силу струму, що споживає електромотор, який надає руху насосній установці для постачання води на тваринницьку ферму з добовою витратою 80 м³. Вода подається на висоту 20 м. ККД установки 0,8, напруга в мережi 220 В, мотор працює 6 годин на добу.

381. Невелика сiльська електростанцiя використовує енергiю води, щохвилинно витрачаючи 240 м³. Висота напору при цьому 4 м. Скiльки електроламп може живити така установка, якщо кожна лампа споживає струм силою 1 А при напрузi 220 В. ККД всiєї гiдроустановки 0,75.

382. Центрифуга для сортування насiння зернових культур потужнiстю 2,8 кВт увiмкнена в мережу з напругою 140 В. Визначити силу струму, який проходить через обмотку двигуна центрифуги, якщо ККД дорiвнює 0,98.

383. Якої сили струм тече по обмотцi якоря мотору електровозу, який розвиває силу тяги 4 кН, якщо напруга на обмотцi 500 В. Швидкiсть електровозу 36 км/год. ККД  0,92.

384. Генератор дає енергiю для 200 електроламп, ввiмкнених паралельно i споживаючих струм по 0,5 А кожна при напрузi 110 В. Визначити щоденнi витрати бензину у двигунi генератора, якщо вiн працює 6 годин на добу, а ККД установки 0,25.

385. У двигунi динамомашини витрати бензину за 1 год її роботи до-рiвнюють 1,82 кг. Визначити напругу, яка пiдводиться до споживача, i число ламп, які може живити машина, якщо опiр кожної лампи дорiвнює 240 Ом, сила струму в колi  50 А. ККД установки 0,26. Опором пiдвiдних проводiв знехтувати.

386. Для влаштування електрогрiлки, яка протягом 20 хв. нагрiвала б 1,2 л води вiд 283 К до 373 К, на каркас намотаний нiхромовий дрiт дiаметром 0,2 мм. Знайти потрiбну довжину дроту, якщо ККД грiлки 0,6 i вона вмикається в мережу з напругою 120 В.

387. Робота виходу електронів у торованого вольфраму становить 2 еВ, у чистого вольфраму вона 4,5 еВ. У скiльки разiв катод iз торованого вольфраму при його робочiй температурi 1000 К дає бiльшу питому емiсiю, нiж катод iз чистого вольфраму при тiй же температурi? Емiсiйна стала для чистого i для торованого вольфраму дорiвнює 60 А/(см²К²).

388. Чому дорiвнює вiдношення числа вiльних електронiв в одиницi об’єму для вiсмуту i сурми, якщо при нагрiваннi одного iз спаїв на 100 К виникає ЕРС 0,011 В? Який iз металiв має бiльше вiльних електронiв в одиницi об’єму, якщо струм через нагрiтий спай iде вiд вiсмуту до сурми?

389. Визначити температуру грунту, в який помiстили термопару залiзо-константан з питомою ЕРС 50 мкВ/К, якщо стрiлка ввiмкненого в коло термопари гальванометра із цiною подiлки 1 мкА i опором 10 Ом вiдхиляється на 40 подiлок. Другий спай термопари занурений у лід, що знаходиться при температурі 0С. Опором термопари знехтувати.

390. Сила струму в колi, що складається iз термопари опором 4 Ом i гальванометра опором 80 Ом, дорівнює 2,610^-5 А для різниці температур спаїв 50 К. Визначити питому ЕРС термопари (ЕРС при рiзницi температур в 1 К).

391. Термопара, опiр якої 6 Ом, дозволяє визначати мiнiмальну змiну температури 0,006 К. Цiна подiлки гальванометра, пiдiмкнутого до термопари,  1,510^-8 А. Знайти його опiр. Стала термопари  500 мкВ/К.

392. Один спай термопари залiзо-константан з питомою ЕРС 50 мкВ/К помiщено у пiч, другий – у танучий лiд. Стрiлка гальванометра, пiдiмкненого до термопари, вiдхилилась на 200 подiлок. Визначити температуру в печi, якщо опiр гальванометра разом з термопарою 1 кОм, а одна подiлка його шкали становить 10^-7 А.

393. Яку найменшу швидкiсть повинен мати електрон, щоб iонiзувати атом водню? Потенцiал iонiзацiї атома водню  13,5 В.

394. У скiльки разiв змiниться питома термоелектронна емiсiя вольфраму, що знаходиться при температурi Т =2400 К, якщо її пiдвищити на 100 °С?

395. Робота виходу електронів у торованого вольфраму у двічі менша, ніж у вольфраму без покриття. У скiльки разiв катод iз торованого вольфраму при температурi Т=1800 К дає бiльшу питому емiсiю, нiж катод iз чистого вольфраму при тiй же температурi? Емiсiйна стала для чистого і торованого вольфраму  60 А/(см²К²).

396. Визначити рухливiсть позитивних iонiв азоту, якщо густина струму 50 пА/м², концентрацiя iонiв 10⁹ 1/м³, напруженiсть поля 100 В/м. Рухливiсть негативних iонiв азоту 1,910^-4 м²/(Вс).

397. До електродiв трубки прикладена рiзниця потенцiалiв 5 В, вiдстань мiж ними 0,1 м. Газ, що знаходиться в трубцi, iонiзований, причому число пар iонiв 10⁸ 1/м³. Рухливості позитивних i негативних iонiв вiдповiдно дорiвнюють 0,03 м²/(Вс) i 300 м²/(Вс). Знайти густину струму в трубцi i частину повного струму, що переноситься позитивними iонами.

398. Азот iонизується ренгенiвськими променями. Визначити питому провiднiсть азоту, якщо в умовах рiвноваги в кожному кубометрi знаходиться 10¹³ пар iонiв. Рухливiсть позитивних та негативних iонiв в азотi 1,2710^-4 м²/(Вс) і 1,8110^-4 м ²/(Вс).

399. Площа кожного електроду iонiзацiйної камери дорiвнює 100 см², вiдстань мiж ними  62 мм. Знайти струм насичення в такiй камерi, якщо в одиницi об'єму щосекунди утворюється число однозарядних iонiв кожного знаку, що дорiвнює 10⁸ 1/(м³с).