Меню

Частота колебаний переменного тока равна 250 гц индуктивность катушки контура равна 400 мгн



Частота колебаний переменного тока равна 250 гц индуктивность катушки контура равна 400 мгн

Вопрос по физике:

С подробным решением,если можно)Спасибо заранее!)
Частота колебаний переменного тока равна 400 Гц, индуктивность катушки контура равна 300 мГн. Чему равна емкость конденсатора в контуре?

Ответы и объяснения 1
Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

  • Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
  • Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
  • Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

Этого делать не стоит:

  • Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
  • Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
  • Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
  • Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.
Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

Источник

Контрольная работа по физике 11 класс

№ 1. Груз массой 450 г совершает колебания на пружине жесткостью 0,5 кН/м. Найти период, собственную и циклическую частоту механических колебаний.

№ 2. В колебательном контуре зависимость силы тока от времени задана уравнением i =0,5sin10 5 π t . Найти амплитуду силы тока, период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 3. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 4 мкФ и катушки индуктивностью 700 мГн. Найти период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 4. Индуктивность колебательного контура равна 25 мГн, емкость 3 мкФ. Конденсатор зарядили до максимального напряжения 0,2 кВ. Какой наибольший ток возникает в контуре в процессе электромагнитных колебаний? Чему равны действующие значения силы тока и напряжения?

№ 5. Какова длина математического маятника, совершающего 60 колебаний за 2 мин?

№ 6. Какой индуктивности катушку надо включить в колебательный контур, чтобы при емкости конденсатора 8 мкФ получить частоту колебаний 2 кГц?

№ 1. Длина нити математического маятника 4 м. Найти период, собственную и циклическую частоту механических колебаний на Луне, если ускорение свободного падения на Луне равно 1,62 м/с 2 .

№ 2. Уравнение колебаний напряжения имеет вид u=40 cos 25π t . Найти амплитуду напряжения, период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 3. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 5 мкФ и катушки индуктивностью 0,5 мГн. Найти период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 4. Действующие значения напряжения и силы тока в цепи переменного тока равны

220 В и 2,5 А. Какова емкость конденсатора, если индуктивность катушки равна 200 мГн?

№ 5. Пружина под действием прикрепленного к ней груза массой 900 г совершает 15 колебаний в 1 мин. Найти жесткость пружины.

№ 6. Частота колебаний переменного тока равна 400 Гц, индуктивность катушки контура равна 300 мГн. Чему равна емкость конденсатора в контуре?

№ 1. Груз массой 450 г совершает колебания на пружине жесткостью 0,5 кН/м. Найти период, собственную и циклическую частоту механических колебаний.

№ 2. В колебательном контуре зависимость силы тока от времени задана уравнением i =0,5sin10 5 π t . Найти амплитуду силы тока, период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 3. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 4 мкФ и катушки индуктивностью 700 мГн. Найти период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 4. Индуктивность колебательного контура равна 25 мГн, емкость 3 мкФ. Конденсатор зарядили до максимального напряжения 0,2 кВ. Какой наибольший ток возникает в контуре в процессе электромагнитных колебаний? Чему равны действующие значения силы тока и напряжения?

№ 5. Какова длина математического маятника, совершающего 60 колебаний за 2 мин?

№ 6. Какой индуктивности катушку надо включить в колебательный контур, чтобы при емкости конденсатора 8 мкФ получить частоту колебаний 2 кГц?

№ 1. Длина нити математического маятника 4 м. Найти период, собственную и циклическую частоту механических колебаний на Луне, если ускорение свободного падения на Луне равно 1,62 м/с 2 .

№ 2. Уравнение колебаний напряжения имеет вид u=40 cos 25π t . Найти амплитуду напряжения, период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 3. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 5 мкФ и катушки индуктивностью 0,5 мГн. Найти период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 4. Действующие значения напряжения и силы тока в цепи переменного тока равны

220 В и 2,5 А. Какова емкость конденсатора, если индуктивность катушки равна 200 мГн?

№ 5. Пружина под действием прикрепленного к ней груза массой 900 г совершает 15 колебаний в 1 мин. Найти жесткость пружины.

№ 6. Частота колебаний переменного тока равна 400 Гц, индуктивность катушки контура равна 300 мГн. Чему равна емкость конденсатора в контуре?

№ 1. Груз массой 250 г совершает колебания на пружине жесткостью 0,8 кН/м. Найти период, собственную и циклическую частоту механических колебаний.

№ 2. В колебательном контуре зависимость заряда от времени задана уравнением q =0,008sin10 3 π t . Найти амплитуду заряда, период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 3. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 6 мкФ и катушки индуктивностью 300 мГн. Найти период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 4. Индуктивность колебательного контура равна 40 мГн, емкость 7 мкФ. Конденсатор зарядили до максимального напряжения 0,05 кВ. Какой наибольший ток возникает в контуре в процессе электромагнитных колебаний? Чему равны действующие значения силы тока и напряжения?

№ 5. Какова длина математического маятника, совершающего 72 колебания за 3 мин?

№ 6. Какой индуктивности катушку надо включить в колебательный контур, чтобы при емкости конденсатора 2,5 мкФ получить частоту колебаний 1,5 кГц?

№ 1. Длина нити математического маятника 90 см. Найти период, собственную и циклическую частоту механических колебаний маятника.

№ 2. Уравнение колебаний ЭДС имеет вид e =95 cos 125π t . Найти амплитуду ЭДС, период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 3. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 3,5 мкФ и катушки индуктивностью 0,7 мГн. Найти период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 4. Действующие значения напряжения и силы тока в цепи переменного тока равны

220 В и 4,5 А. Какова емкость конденсатора, если индуктивность катушки равна 600 мГн?

№ 5. Пружина под действием прикрепленного к ней груза массой 550 г совершает 36 колебаний в 2 мин. Найти жесткость пружины.

№ 6. Частота колебаний переменного тока равна 800 Гц, индуктивность катушки контура равна 650 мГн. Чему равна емкость конденсатора в контуре?

Читайте также:  Диод пропускает ток в прямом направлении

№ 1. Груз массой 250 г совершает колебания на пружине жесткостью 0,8 кН/м. Найти период, собственную и циклическую частоту механических колебаний.

№ 2. В колебательном контуре зависимость заряда от времени задана уравнением q =0,008sin10 3 π t . Найти амплитуду заряда, период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 3. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 6 мкФ и катушки индуктивностью 300 мГн. Найти период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 4. Индуктивность колебательного контура равна 40 мГн, емкость 7 мкФ. Конденсатор зарядили до максимального напряжения 0,05 кВ. Какой наибольший ток возникает в контуре в процессе электромагнитных колебаний? Чему равны действующие значения силы тока и напряжения?

№ 5. Какова длина математического маятника, совершающего 72 колебания за 3 мин?

№ 6. Какой индуктивности катушку надо включить в колебательный контур, чтобы при емкости конденсатора 2,5 мкФ получить частоту колебаний 1,5 кГц?

№ 1. Длина нити математического маятника 90 см. Найти период, собственную и циклическую частоту механических колебаний маятника.

№ 2. Уравнение колебаний ЭДС имеет вид e =95 cos 125π t . Найти амплитуду ЭДС, период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 3. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 3,5 мкФ и катушки индуктивностью 0,7 мГн. Найти период, собственную и циклическую частоту электромагнитных колебаний.

№ 4. Действующие значения напряжения и силы тока в цепи переменного тока равны

220 В и 4,5 А. Какова емкость конденсатора, если индуктивность катушки равна 600 мГн?

№ 5. Пружина под действием прикрепленного к ней груза массой 550 г совершает 36 колебаний в 2 мин. Найти жесткость пружины.

№ 6. Частота колебаний переменного тока равна 800 Гц, индуктивность катушки контура равна 650 мГн. Чему равна емкость конденсатора в контуре?

Источник

Электромагнитные колебания и волны

Дополнительно по теме

2 Электрическое поле

3 Постоянный электрический ток

Электромагнитные колебания и волны

1 После того как конденсатору колебательного контура был сообщен заряд q=1 мкКл, в контуре происходят затухающие электромагнитные колебания. Какое количество теплоты выделится в контуре к тому времени, когда колебания полностью затухнут? Емкость конденсатора С = 0,01 мкФ.

Пренебрегая излучением электромагнитной энергии в пространство, можно считать, что вся запасенная в конденсаторе энергия перейдет в теплоту, т.е.

2 Эффективное напряжение на конденсаторе колебательного контура Vэ = 100В. Емкость конденсатора С=10 пФ. Найти максимальные значения электрической и магнитной энергий в контуре.

Электрическая энергия в контуре максимальна в те моменты времени, когда конденсатор полностью заряжен и ток в контуре равен нулю. Ее значение

где -амплитуда напряжения на конденсаторе. Эта энергия равна полной энергии контура. В те же моменты времени, когда конденсатор полностью разряжен и по катушке идет наибольший ток, внутри катушки образуется наибольшее магнитное поле, т. е. контур обладает максимальной магнитной энергией. Если считать, что потери энергии в контуре за период колебаний пренебрежимо малы, то по закону сохранения энергии максимальная магнитная энергия равна максимальной электрической.

3 Колебательный контур состоит из катушки с индуктивностью L = 3 мГн и плоского конденсатора в виде двух дисков радиуса r=1,2см, расположенных на расстоянии d=0,3 мм друг от друга. Найти период Т электромагнитных колебаний контура. Каков будет период Т’ колебаний, если конденсатор заполнить веществом с диэлектрической проницаемостью e = 4?

4 Для предотвращения короткого замыкания в колебательном контуре генератора (вследствие случайного соприкосновения обкладок неременного конденсатора друг с другом) последовательно с переменным конденсатором включается постоянный конденсатор, емкость которого Сo намного больше максимальной емкости переменного конденсатора С. Максимальной емкости переменного конденсатора С до включения постоянного конденсатора соответствовала частота колебаний fi. Во сколько раз изменится частота колебаний контура после включения постоянного конденсатора, если емкость этого конденсатора Сo=nС, где n=50?

Электромагнитные колебания и волны

5 Резонанс в колебательном контуре, содержащем конденсатор емкости Сo= 1 мкФ, наступает при частоте колебаний f1= 400 Гц. Когда параллельно конденсатору емкости Сo подключается конденсатор емкости С, резонансная частота становится равной f2=100Гц. Найти емкость конденсатора С.

6 В каких пределах должна изменяться индуктивность катушки колебательного контура, чтобы в контуре происходили колебания с частотой от f1=400 Гц до f2 = 500 Гц? Емкость конденсатора С=10мкФ.

Частоты колебаний контура

отсюда получаем, что индуктивность катушки должна меняться от

7 Радиоприемник можно настраивать на прием радиоволн различной длины: от l1=25 м до l2= 200 м. В какую сторону и во сколько раз нужно изменить расстояние d между пластинами плоского конденсатора, включенного в колебательный контур радиоприемника, при переходе к приему более длинных волн?

8 Каков диапазон частот радиоволн миллиметрового диапазона (от l1=1 мм до l2= 10 мм)?

Граничные значения частот диапазона

где — скорость распространения электромагнитных волн в вакууме. В результате получим

9 Найти длину волны рентгеновских лучей, если их частота .

10 Найти диапазон длин волн генератора, возбуждающего электромагнитные колебания заданной амплитуды и частоты, если он рассчитан на диапазон частот от f1=0,1 МГц до f2 = 26 МГц.

11 Какой интервал частот и длин волн может перекрыть один из диапазонов радиоприемника, если индуктивность колебательного контура радиоприемника этого диапазона L = 1 мкГн, а его емкость изменяется от С1=50пФ до С2=100пФ?

Частота электромагнитных колебаний

Подставляя числовые данные, имеем

Таким образом, диапазон радиоприемника перекрывает интервал частот

и интервал длин волн

12 Какую длину волны электромагнитных колебаний будет принимать радиоприемник, колебательный контур которого имеет конденсатор с емкостью С=750 пФ и катушку с индуктивностью L=1,34мГн? Найти частоту колебаний контура радиоприемника.

13 Частота колебаний электромагнитного контура fо = 30 кГц. Какой будет его частота f, если расстояние между пластинами плоского конденсатора контура увеличить в n=1,44 раза?

14 При изменении тока в катушке индуктивности на величину DI= 1 А за время Dt= 0,6 с в ней индуцируется э.д.с. e =0,2 мВ. Какую длину l будет иметь радиоволна, излучаемая генератором, колебательный контур которого состоит из этой катушки и конденсатора емкости С=14,1нФ?

15 Найти частоту f электромагнитных колебаний контура, изображенного на рис. 148, а также круговую частоту w, период Т и длину волны l, излучаемой контуром. Индуктивность катушки контура L=10мГн, емкость конденсатора С1=880 пФ, емкость подстроечного конденсатора С2 = 20 пФ.

16 Колебательный контур, содержащий конденсатор емкости С=20 пФ, настроен на длину волны l=5 м. Найти индуктивность катушки L контура и частоту его колебаний f.

17 На какую длину волны настроен колебательный контур, состоящий из катушки с индуктивностью L = 2 мГн и плоского конденсатора? Пространство между пластинами конденсатора заполнено веществом с диэлектрической проницаемостью e = 11. Площадь пластин конденсатора S=800 см2, расстояние между ними d= 1 см.

Читайте также:  Питание оперативных цепей переменным током

18 Найти емкость конденсатора колебательного контура, если при индуктивности L= 50мкГн контур настроен на длину волны электромагнитных колебаний l=300 м.

Период колебаний контура

где С-емкость конденсатора. Длина волны l=сТ; отсюда

19 Емкость переменного конденсатора колебательного контура изменяется в пределах от C1 до С2= 9С1. Найти диапазон длин волн, принимаемых контуром, если емкости конденсатора С1 соответствует длина волны l1=3м.

Диапазон длин волн ограничен

-скорость распространения электромагнитных волн, T1 и T2 — наименьший и наибольший периоды колебаний контура, L-индуктивность катушки контура; отсюда

Таким образом, диапазон длин волн контура ограничен

20 Колебательный контур радиоприемника настроен на радиостанцию, частота которой fo = 9 М Гц. Во сколько раз нужно изменить емкость переменного конденсатора контура, чтобы он был настроен на длину волны l=50 м?

21 Электромагнитные волны распространяются в некоторой однородной среде со скоростью . Какую длину волны l имеют электромагнитные волны в этой среде, если их частота в вакууме fo=1 МГц?

Частота колебаний электромагнитной волны при переходе из одной среды в другую не изменяется, поэтому при скорости распространения сср длина волны

Источник

§ 2.14. Примеры решения задач

При решении задач на электрические колебания рекомендуется учесть следующее. В задачах на свободные колебания в контуре, кроме формулы для периода свободных электрических колебаний (2.3.2), можно применять закон сохранения энергии.

При решении задач на расчет цепей переменного тока следует иметь в виду, что амперметры и вольтметры в этих цепях показывают действующие значения силы тока (2.5.4) и действующие значения напряжения (2.5.5).

В отличие от цепей постоянного тока, обладающих только активным сопротивлением, цепи переменного тока могут иметь еще емкостное сопротивление (2.7.4) и индуктивное сопротивление (2.8.5). Полное сопротивление цепи с последовательно соединенными резистором, конденсатором и катушкой индуктивности определяется по формуле (2.9.4). Закон Ома для цепи переменного тока имеет вид (2.9.5).

При последовательном соединении потребителей в цепях переменного тока действующие или амплитудные значения напряжений складываются методом векторной диаграммы. При параллельном соединении потребителей в цепях переменного тока векторно складываются амплитуды сил токов или их действующие значения. В этом случае тоже следует строить векторные диаграммы. При построении векторных диаграмм надо хорошо знать фазовые соотношения между колебаниями силы тока и напряжения в цепях переменного тока.

Мощность вычисляется по формуле (2.10.4). Явление резонанса в электрической цепи имеет место при условии (2.11.1).

Задача 1

Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L = 6 • 10 -3 Гн и конденсатора емкостью С = 15 мкФ. Максимальная разность потенциалов на конденсаторе Um = 200 В. Чему равна сила тока i в контуре, когда разность потенциалов на конденсаторе уменьпгилась в n = 2 раза? Потерями энергии пренебречь.

Решение. Когда напряжение на обкладках конденсатора максимально, вся энергия контура сосредоточена в электрическом поле конденсатора (см. § 2.2.). Она равна . При уменьшении напряжения на обкладках конденсатора до значения энергия контура распределяется между конденсатором и катушкой. Энергия электрического поля конденсатора становится равной , а энергия магнитного поля катушки будет равна .

Согласно закону сохранения энергии имеем:

Задача 2

Напряжение на концах участка цепи, по которому течет переменный ток, изменяется с течением времени по закону

В момент времени мгновенное значение напряжения u = 10 В. Определите амплитуду напряжения Um и циклическую частоту ω, если период колебаний силы тока Т = 0,01 с. Начертите график зависимости изменения напряжения от времени.

Решение. Сначала найдем значение циклической частоты:

Далее записываем выражение для мгновенного значения напряжения в момент времени :

График изменения напряжения в зависимости от времени представлен на рисунке 2.33.

Задача 3

В цепь переменного тока стандартной частоты (v = 50 Гц) последовательно включены резистор сопротивлением R = 21 Ом, катушка индуктивностью L = 0,07 Гн и конденсатор емкостью С = 82 мкФ (см. рис. 2.20). Определите индуктивное, емкостное и полное сопротивления цепи, а также сдвиг фаз между силой тока и напряжением.

Решение. Индуктивное сопротивление находим по формуле (2.8.5):

Емкостное сопротивление вычисляется по формуле (2.7.4):

Полное сопротивление согласно формуле (2.9.4) равно:

Задача 4

К магистрали переменного тока с напряжением U = 120 В (U — действующее значение напряжения) через катушку (дроссель) с индуктивностью L = 0,05 Гн и активным сопротивлением R = 1 Ом подключена осветительная сеть квартиры (рис. 2.34, а). Каково напрялсение U1 на входе в квартиру, если сила потребляемого тока I = 2 А? Частота тока стандартная (V = 50 Гц). Индуктивностью и емкостью электрической цепи квартиры пренебречь.

Решение. Дроссель и осветительная сеть квартиры подключены к магистрали последовательно, поэтому сила тока одинакова на всех участках цепи. Напряжение U1 и напряжение UR на активном сопротивлении дросселя совпадают по фазе с силой тока I. Напряжение U1 на индуктивном сопротивлении дросселя опережает силу тока по фазе на π/2. Следовательно, векторная диаграмма для действующих значений напряжений и силы тока имеет вид, изображенный на рисунке 2.34, б.

По теореме Пифагора

где ω = 2πv. Так как действующее значение напряжения всегда пололсительно, то

Задача 5

В цепи (рис. 2.35) параметры R, L и С известны. Напряжение между точками А и В равно U. Постройте векторную диаграмму сил токов в данной цепи и определите силу тока в неразветвленном участке цепи. Найдите сдвиг фаз между колебаниями силы тока и напряжения. При каком условии сила тока в неразветвленном участке цепи окажется минимальной? Чему равен сдвиг фаз между силой тока и напряжением в этом случае?

Решение. В этой задаче рассматривается электрическая цепь, состоящая из двух ветвей, соединенных параллельно. Одна ветвь содержит резистор и катушку индуктивности, другая — конденсатор.

Построение векторной диаграммы начнем с вектора действующего значения напряжения , поскольку напряжение одинаково для обеих ветвей цепи. Направим вектор горизонтально вправо (рис. 2.36).

Сила тока i является суммой сил токов i1 и i2 (см. рис. 2.35). Колебания силы тока i1 отстают по фазе от колебаний напряжения на угол φ1 , так как верхний участок цепи содержит катушку индуктивности.

Поэтому вектор 1 повернут относительно вектора на угол φ1 в отрицательную сторону (по часовой стрелке). Сила тока i2. текущего через конденсатор, опережает по фазе напряжение на π/2. Соответствующий вектор 2 повернут относительно вектора на угол π/2 в положительную сторону (против часовой стрелки). Его модуль I2 = ωCU. Действующее значение силы тока в неразветвленной части цепи находится с помощью векторной диаграммы (см. рис. 2.36):

Пользуясь теоремой косинусов, из векторной диаграммы определяем

Так как α = — φ1, то cos α = sin φ1 и

Как видно из векторной диаграммы (см. рис. 2.36), вектор силы тока образует с вектором напряжения угол φc. Из рисунка находим

Учитывая, что получим

Из выражения (2.14.1) вытекает, что сила тока в неразветвленном участке цепи минимальна, если LCω 2 — 1 = 0, т. е. если ω = . Но = ω — это циклическая частота собственных колебаний контура, входящего в состав данной цепи. В этом случае говорят, что в цепи наступил резонанс токов.

Читайте также:  При поражении электрическим током необходимо как можно скорее освободить пострадавшего от действия

При резонансе токов, как следует из формулы (2.14.2),

При малом активном сопротивлении (R ⇒ 0)

Это значит, что при резонансе токов при малом активном сопротивлении сдвиг фаз между силой тока и напряжением равен нулю (рис. 2.37). Важно обратить внимание на то, что при резонансе сила тока I в неразветвленной части цепи меньше силы тока I1 в ветви, содержащей последовательно соединенные резистор сопротивлением R и катушку индуктивностью L, а также меньше силы тока I2 в ветви с конденсатором емкостью С.

Задача 6

В колебательный контур (см. рис. 2.20) включен источник переменной ЭДС е = Em cos ωt, причем амплитуда Em = 2 В. Определите амплитуду напряжения на конденсаторе при резонансе. Резонансная частота контура V = 10 5 Гц, индуктивность катушки L = 1 мГн и ее активное сопротивление R = 3 Ом.

Решение. При резонансе амплитуда напряжения на конденсаторе, равная амплитуде напряжения на катушке UmL (UmC = UmL), больше амплитуды напряжения на зажимах цепи Um в отношении . Если пренебречь внутренним сопротивлением источника переменной ЭДС, то Um = Em. Тогда

Упражнение 2

1. После зарядки конденсатора емкостью С от источника постоянного напряжения U переключатель замыкают на катушку индуктивностью L1 (см. рис. 2.5, б). В контуре возникают гармонические колебания с амплитудой силы тока Im1. Опыт повторяют по прежней схеме, заменив катушку на другую индуктивностью L2 = 2L1. Найдите амплитуду силы тока Im2 во втором случае.

2. Колебательный контур состоит из дросселя индуктивностью L = 0,2 Гн и конденсатора емкостью С = 10 -5 Ф. Конденсатор зарядили до напряжения U = 20 В. Чему равна сила тока при разрядке конденсатора в момент, когда энергия контура оказывается распределенной поровну между электрическим и магнитным полями?

3. Определите частоту собственных колебаний в контуре, состоящем из соленоида длиной l — 15 см, площадью поперечного сечения S1 = 1 см 2 и плоского конденсатора с площадью пластин S2 = 6 см 2 и расстоянием между ними d = 0,1 см. Число витков соленоида N = 1000.

4. Электрический контур состоит из конденсатора постоянной емкости и катушки, в которую может вдвигаться сердечник. Один сердечник спрессован из порошка магнитного соединения железа (феррита) и является изолятором. Другой сердечник изготовлен из меди. Как изменится частота собственных колебаний контура, если в катушку вдвинуть: а) медный сердечник; б) сердечник из феррита?

5. Для чего в телефонной трубке нужен постоянный магнит (рис. 2.38)? Почему магнитная индукция этого магнита должна быть больше максимальной индукции, создаваемой током, проходящим по обмотке катушки телефона?

6. На вертикально отклоняющие пластины осциллографа подано напряжение u1 = Um1 cos ωt, а на горизонтально отклоняющие — напряжение u2 = Um2 cos (ωt — φ). Какую траекторию опишет электронный луч на экране осциллографа, если разность фаз между напряжениями на пластинах равна: а) φ1 = ; б) φ2 = π?

7. Кипятильник работает от сети переменного тока с напряжением U = 120 В*. При температуре t1 = 20 °С спираль имеет сопротивление R1 = 25 Ом. Температурный коэффициент сопротивления материала спирали α = 2 • 10 -2 К -1 . Определите массу воды, после закипания превратившейся в пар за время τ = 1 мин. Удельная теплота парообразования воды r = 2,26 • 10 6 Дж/кг.

8. При включении катушки в сеть переменного тока с напряжением 120 В и частотой 50 Гц сила тока в ней равна 4 А. При включении той же катупхки в сеть постоянного тока с напряжением 50 В сила тока в катупхке оказывается равной 5 А. Определите индуктивность катушки.

9. Определите сдвиг фаз между силой тока и напряжением в электрической цепи, если генератор отдает в цепь мощность Р = 8 кВт, амплитуда силы тока в цепи Im = 100 А и амплитуда напряжения на зажимах генератора Um = 200 В.

10. В сеть стандартной частоты с напряжением 100 В последовательно включены резистор сопротивлением 150 Ом и конденсатор емкостью 16 мкФ. Найдите полное сопротивление цепи, силу тока в ней, напряжения на зажимах резистора и конденсатора и сдвиг фаз между силой тока и напряжением.

11. Каковы показания приборов в цепях, представленных схемами на рисунке 2.39, а, 61 Напряжение сети U = 250 В, R = 120 Ом, С = 20 мкФ. Постройте для обеих схем векторные диаграммы.

12. В сеть переменного тока стандартной частоты с напряжением 210 В включены последовательно резистор сопротивлением 40 Ом и катушка индуктивностью 0,2 Гн. Определите силу тока в цепи и сдвиг фаз между силой тока и напряжением. Конденсатор какой емкости надо включить последовательно в цепь, чтобы сдвиг фаз оказался равным нулю? Какой будет сила тока в цепи в этом случае?

13. Каковы показания приборов в цепях, схемы которых изображены на рисунке 2.40, а, б? Напряжение сети U = 119 В, активное сопротивление R = 8 Ом, индуктивность L = 0,048 Гн. Постройте для схемы, изображенной на рисунке 2.40, б, векторную диаграмму.

14. Найдите показания приборов в цепи, схема которой представлена на рисунке 2.41. Напряжение на зажимах цепи U = 216 В, R = 21 Ом, L = 70 мГн, С = 82 мкФ. Частота стандартная. Постройте векторную диаграмму сил токов.

15. Электродвигатель мощностью Р = 10 кВт присоединен к сети с напряжением U = 240 В, cos φ1 = 0,6, частота v = 50 Гц. Вычислите емкость конденсатора, который нужно подключить параллельно двигателю для того, чтобы коэффициент мощности установки повысить до значения cos φ2 = 0,9.

16. В цепи, схема которой изображена на рисунке 2.42, R = 56 Ом, С = 106 мкФ и L = 159 мГн. Активное сопротивление катушки мало. Частота тока в сети v = 50 Гц. Определите напряжение в сети U, если амперметр показывает 2,4 А. Постройте векторную диаграмму.

17. В катушке индуктивности сила тока линейно увеличивается со скоростью = 10 А/с. Найдите ЭДС индукции, возникающую при этом в катушке, если резонансная частота колебательного контура с этой катушкой и конденсатором емкостью С = 100 пФ равна v = 100 кГц.

18. Резонанс в колебательном контуре с конденсатором емкостью С1 = 1 мкФ наступает при частоте v1 = 400 Гц. Когда параллельно конденсатору С1 подключают другой конденсатор емкостью C2, то резонансная частота становится равной V2 = 100 Гц. Определите емкость C2. Активным сопротивлением контура пренебречь.

19. На рисунке 2.43 изображены два соленоида, каждый из которых может быть использован в ламповом генераторе в качестве катушки обратной связи. В один и тот же момент в обеих катушках ток течет сверху вниз. Однако при включении одной катушки генератор работает, а при включении другой — нет. Почему?

20. Конец пружины опущ;ен в ванночку со ртутью (рис. 2.44). Что произойдет, если замкнуть ключ и пропустить через пружину достаточно сильный ток?

* В этой и последующих задачах даются действующие значения напряжения и силы тока.

Источник