Home » ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ. » Переменный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

Переменный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

§ 24. Переменный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ.

ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ. ГЛАВА II. ТЕПЛОТА И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. 

А в т о р ы :
Г. А. Бендриков, Б. Б. Буховцев, В. В. Керженцевг Г. Я. Мякишев

Скачать в хорошем качестве в формате PDF всю книгу (399 стр. — копировать не возможно) Задачи по Физике для поступающих в ВУЗы (8-е издание).

Текст, для быстрого ознакомления (в тексте для быстрого ознакомления формулы могут отображаться не корректно):

Переменный ток.ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

919. В первом случае
Ф = Ф0 sin сot = BS sin 2iint,
где Ф0 = 2. Ю-з g(3. Во втором случае
Ф = Ф0 sin (cof + ф) = Ф0 sin (cot + 30°).

Отсчет угла ф (начальной фазы) производится от горизонтального направления
в сторону вращения рамки.
920. Рамка, занимавшая в начальный момент времени горизонтальное
положение, вращаясь с угловой скоростью со = 2яп, в момент времени t будет
составлять с горизонтальной плоскостью угол р = со/ = 2л/г/ (рис. 379). В течение
последующего очень малого промежутка времени At она повернется ещё
на малый угол со At. Пусть сторона рамки, параллельная оси, равна а и сторона
рамки, перпендикулярная к оси, равна Ь. За время At проводник рамки
MN переместится в положение M’N’ и «заметет» при этом площадь
где S = ab — площадь рамки. Магнитный поток через площадь, «заметенную»
проводником, A(D = £AScosa, где а — угол между перпендикуляром q к плоскости
MM’N’N и направлением век гора магнитной индукции В. Если проме-
жуток времени At очень мал, то угол а практически равен углу р, так как
направление перпендикуляра q мало отличается от направления стороны

332 Переменный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ.

рамки KN, а вектор В по условию направлен горизонтально. Таким образом,
ДФ = cos со/.
Следовательно, в момент времени t в проводнике MN наводится э. д. с., величина
которой
ёг = At 2 — 4- BS(x)c os (ot.
Вектор В параллелен плоскостям, в которых при вращении рамки движутся
проводники KN и LM. Поэтому через «заметаемые» этими проводниками
площади магнитный поток равен нулю и э- д. с. не возникает. В проводнике
KL, как легко видеть, возникает э. д. с., равная по величине и
направленная так, что при обходе
по контуру рамки эти э. д. с.
складываются. В результате суммарная
э. д. с. в рамке
Ш .= 2%х = BSm cos о/.
Наибольшее значение э. д. с. принимает
в те моменты времени, когда

Переменный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ.

Переменный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ.

cos со/ максимален, т. е. равен единице. Поэтому амплитуда э. д. о.
&0=BS(o = 2nnBS = 0,614 В.
При изменении числа’ оборотов в единицу времени в три раза амплитуда
также увеличится в три раза и будет равна 1,884 В.
921. Ф0=ёо/2ш = 4,8 • Ю-2 Вб (см. решение задачи 920).
922. n=So/2nmBS = 8 об/с (см. решение задачи 920).
923. Круговая частота со == 2п/Т = 628 с-1, частота /= 1/Т= 100 Гц. В момент
времени / = 7712 мгновенное значение напряжения
U = UQ sin со/ + 71 \ _
67 ““
U о sin 2л п \ . я 1^3
_ *+_ \ = U0 8Ш g- = -g- L/0.
Отсюда (/0=2£//КЗ= 11,6 В. График напряжения показан на рис. 380.

333 Переменный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ.

924. Индуктивное сопротивление катушки Xl = (oL, где со = 2я/—круговая
частота тока. Амплитуда тока I0 = UQ/Xv Отсюда L = UQ/2nfJQ — 0,051 Ft
х, ип и
925- ^=4=°’080 Г; /о=4 = «^==0’28 А-
926. N = ^ = -j та—0,5 Вт; tgy =-^~~<1/<оС) =
= -3,02; ф =—72°40′.
927. Индуктивное сопротивление Xl = (x)L, емкостное сопротивление Хс =
= I/о)С и полное сопротивление
У
где со = 2я/—круговая частота тока.
При частоте Д = 50 Гц (со = 314 с-1) имеем:
Х^ = 157 Ом, Хс = 3,18 кОм, Z = 3,33 кОм,
При частоте /2==Ю К^Д (со = 6,28. 104 с-1)
Х^ = 31,4 кОм, Хс=15,9 0м, Z = 31,4 кОм;
928. UQ = IQXC = 10Т/2лС = 0,7 кВ.
t/p ^21/>
2 l/i?2 + (l/0)2C2)
929. /0=-^= ~ = М А.
930. f=V2Ul-llR2/2nI0L = 6l Гц.
931. Полное реактивное сопротивление
1 Х = coсLо С^ 2я fl-
2nfC
Если при частоте f0 полное реактивное сопротивление равно нулю, то 2nf0L =
= 1/2я/0С. Отсюда
/о= ==711 Гц. 2л/1C
932. Uq = Q£о = 420 В, где Q = = (см. решение задачи 931).
933. В цепи постоянного тока I = U/R = 2 А. Индуктивное сопрсртивление
XL = (DL = 2nfL = 5 кОм Активным сопротивлением дросселя в цепи переменного
тока можно пренебречь по сравнению с индуктивным (R<^XLy Ампли*
туда напряжения [70=|^2t/3. Амплитуда переменного тока
. U± V2 иэ с — А
/о=^£
==’2H/ZT=5’6 мА*
934. Мощность ЛГ = cos ф. Отсюда cos ф = -Д77- = 0,8.

334 Переменный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ.

935. Эффективное значение тока lb = lJY2. Количество теплоты
Q=liRt = -~P0Rt = 3,%. !0б Дж.
936. т = Uh(l+at) = 5 — 1 0 3 к г = 5 г .
rR (1+аУ
937. В сети с эффективным напряжением U3 амплитуда напряжения U0 =
= }7 2 U3. Принимая начальную фазу напряжения за нуль, запишем закон
изменения напряжения с течением времени:

Цэ = U0 sin (dt = Uo sin t
(график зависимости напряжения от времени показан на рис. 381). Зажигания
и гашения лампы происходят в моменты времени tm, когда напряжение в сети
равно напряжению зажигания, т. е.
Uи о’ 2sяin -—- tm
Т
отсюда sin. 2—я , tm
Т
и* и* = 0,867.
и о V 2 иэ
Наименьшее положительное значение, которое может иметь величина (2п/Т) 1т,
стоящая под знаком синуса, составляет
60° = я/3. В общем случае
2nt
~Т»
—ШК ± я
где пг — целое число (m = 0, 1, 2, …). Следовательно,
t Т Т m=m~ 6 •
Знак плюс здесь соответствует моментам
зажигания лампы (напряжение в эти моменты
возрастает по абсолютной величине), а знак минус —моментам гашения
лампы (напряжение убывает по абсолютной величине). В частности, пер-
т т т
вая вспышка происходит при /0 = Т/6 и первое гашение при ^i = «2———6 = 1Г*
Таким образом, длительность вспышки
At = t1 — t0= 776 = 0,0033 с.

Переменный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

Переменный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

Вспышки и гашения происходят в течение каждой половины периода.
Следовательно, число вспышек в единицу времени я = 2/Г= 100.
938. Амплитуда переменного напряжения на выходе автотрансформатора
U0=Y2U. Закон изменения этого напряжения с течением времени: U± =
= U0 sin 2 л ft. Напряжение между электродами лампы U2 = ^ + U1 = S +
+ Y%U 2яft (график зависимости этого напряжения от времени приведен
на рис. 382).
Когда Бт2я//=1, напряжение U2 принимает наибольшее значение:
^2макс = ^ + Y^U= 100 В. Когда sin 2я// = — 1 , напряжение U2 принимает
наименьшее значение: и2ыш = ё — Y 2U = 20 В, т. е. U2maKC>U3 и U2Mm<U3.

335 Переменный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ.

336 еременный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ.

336 еременный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ.

Мощность, отдаваемая вторичной обмоткой нагрузке (полезная
мощность), N2 = I2U2. К. п. д трансформатора
Ni — IiV* = 0,95 = 95%.
‘ N,
940. Э. д.
-UJk. Напряжение на зажимах вторич-
hUt
с. фо вторичной обмотке
ной обмотки
и2 = ё — 1г = /л* = 21,5 В.
941. Э. д. с., наводимая во вторичной
обмотке, должна быть равна падению напряжения
на сопротивлении нагрузки U2 и па~
дению напряжения на сопротивлении обмотки
/г, поэтому отношение чисел витков в обмотках
п2
п±
U2 + Ir отсюда п2 — (и2 + 1г)пг ■■ 400 витков.
и± ’ — щ
942. Наводимая во вторичной обмотке э. д. с. %2 = U2 + I2r. Коэффициент
трансформации трансформатора
k=-~ =———————=40. ,
S2 U2
A-l2r
Ток в первичной обмотке находим из условия U\lx — %212. Коэффициент полезного
действия (отношение мощности на зажимах вторичной обмотки к мощности,
потребляемой первичной обмоткой)
U2!2 _ U2 Ц2
943. U2 Elк
Vxh
/г = 6 В,
U 2 ~Т» ^ чХ
0,91 =91%.
М.
944. Uq — \ Uf0 -{-2UiqU2q cos фо“Ь^2о — В; tg ф —
Ф= 19°.
U20 sin фо
и 10 Ч- U20 COS фо

336 Переменный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ.

Переменный ток.
На главную страницу ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В ВУЗЫ.
ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ.
Физика в школе.

One thought on “Переменный ток. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

Comments are closed.

Статистика


Яндекс.Метрика