Меню

Каково сопротивление конденсатора электроемкостью 4 мкф если частота тока 50 гц



Ёмкостное сопротивление. Индуктивное сопротивление

Урок 31. Видеоуроки. Решение задач по физике. Электродинамика.

Доступ к видеоуроку ограничен

Конспект урока «Ёмкостное сопротивление. Индуктивное сопротивление»

Физика – какая ёмкость слова,

Физика для нас не просто звук,

Физика – опора и основа,

Всех без исключения наук!

Задача 1. В цепи переменного тока с частотой 50 Гц при напряжении 220 В возникает сила тока 4 А. Известно, что в эту цепь включена катушка с ничтожно малым активным сопротивлением. Какова индуктивность катушки?

Индуктивное сопротивление определяется по формуле

Циклическую частоту можно рассчитать по выражению

Запишем закон Ома для участка цепи

Приравняем две последних формулы для расчёта индуктивного сопротивления и выразим индуктивность катушки

Ответ: 175 мГн.

Задача 2. . При увеличении частоты от 50 Гц до 60 Гц, ёмкостное сопротивление конденсатора с постоянной ёмкостью уменьшилось на 10 Ом. Найдите электроёмкость конденсатора.

Ёмкостное сопротивление определяется по формуле

Циклическую частоту можно определить по выражению

Тогда ёмкостное сопротивление

Применим данную формулу для двух значений частоты

Изменение ёмкостного сопротивления конденсатора определяется по формуле

Тогда электроёмкость конденсатора

Ответ: 53 мкФ.

Задача 3. Известно, что через катушку, включенную в цепь переменного тока с частотой 200 Гц, проходит ток не более 3 А. Найдите напряжение на катушке, в момент времени t = 0,2 мс, если в начальный момент времени оно максимально. Индуктивность катушки равна 5 мГн.

Из закона Ома для участка цепи следует

Индуктивное сопротивление определяется по формуле

Амплитудное напряжение рассчитывается по выражению

Запишем уравнение гармонических колебаний напряжения

Циклическая частота равна

Тогда уравнение гармонических колебаний напряжения будет иметь вид

Тогда в момент времени t = 0,2 мс напряжение будет равно

Ответ: 18,3 В.

Задача 4. Докажите, что если частота переменного тока равна собственной частоте, то по катушке индуктивности и конденсатору будет протекать одинаковый ток, а также на катушке и на конденсаторе будет одинаковое напряжение.

Собственная циклическая частота в колебательном контуре равна

По определению, собственная частота – это частота свободных колебаний (то есть, колебаний при отсутствии активного сопротивления)

Таким образом, имеется два случая: либо катушка и конденсатор подключены параллельно, либо они подключены последовательно. Активное сопротивление отсутствует.

Рассмотрим параллельное соединение

Из закона Ома для участка цепи

Индуктивное сопротивление определяется по формуле

Ёмкостное сопротивление определяется по формуле

С учётом двух последних формул и равенства напряжений получаем

Теперь рассмотрим последовательное соединение

При последовательном соединении

Из закона Ома для участка цепи

Индуктивное сопротивление определяется по формуле

Ёмкостное сопротивление определяется по формуле

С учётом двух последних формул и равенства силы тока получаем

Источник

Какого сопротивление конденсатора ёмкостью 4 мкФ в сетях с частотой переменного тока 50 и 400 Гц?

Ответы:

Ответы на похожие вопросы:

1. Техническое обслуживание гидравлического прессаa. Важно знать, чтобы пользователь содержал гидравлический пресс в чистой рабочей обстановке.b. Строго следить за рекомендуемым интервалом замены масла.c. Регулярная проверка масла в соединениях без утечки.d. Убедиться в хорошем основании без вибрации.Вышеуказанные пункты являются результатом опыта, пользователь должен использовать согласно рекомендациям.

Вольтметр — это измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии. Первый в мире вольтметр — это «указатель электрической силы» русского физика Г. В. Рихмана (1745 год). Принцип действия «указателя» используется в современном электростатическом вольтметре. Классификация вольтметров: 1. По принципу действия вольтметры разделяются на: а) электромеханические — магнитоэлектрические, б) электромагнитные, в) электродинамические, г) электростатические, д) выпрямительные, е) термоэлектрические, д) электронные — аналоговые и цифровые. 2. По назначению: а) постоянного тока, б) переменного тока, в) импульсные, г) фазочувствительные, д) селективные, е) универсальные. 3. По конструкции и способу применения: а) щитовые, б) переносные, в) стационарные.

Обычный метод сложения скоростей не подходит для релятивистских скоростей, все упирается в постулат сто постоянства скорости света. Т.е. больше этой скорости развить уже нельзя.

релятивистское сложение скоростей:

F=ma а=F/m F = 4/2=2 Ваш ответ :2

Основное условие закона сохранения импульса( сумма имульсов до взаимодействия равна сумме сил после взаимодействия) это существование замкнутой системы

Импульс ищется по формуле импульс= скорость х масса

Читайте также:  Как сделать дом в тока бока ворлд

Ищем первый импульс: 60х3=180 кг умноженных на м/c

Ишем второй импульс 60х4=240 Кг умноженных на м/c

Ищем разницу между ними 240-180=60 кг умнож на м/c

Ответ: импульс увеличился на 60 кг умноженных на м/c

р(с хвостиком)=2700 кг/м3

V=54 кг:2700 кг/м3=0,02 м3

Сила с которой притягивает Земля равна:где g =9,81 ускорение свободного падения.ТогдакгОпределим объем алюминиякуб. мгде г/м^3 плотность алюминия

m=f/g=27 кг V=m/q(плотность)=27/2700=0.01 м^3

270:10( это ускорение свободного падения)=27кг. это масса бруска. масса=плотность*обьем, 27:2700=0.01м^3 (2700 это плотнось алюминия в кг на м^3)

Оранжевое, т.к. цветок начнёт сливаться и его будет не видно..

R=(радиус)=640000,? T=период=24*60*60, а=центростремительное ускорение

a=v^2/R=w^2*R так как v=wr.

a=(2П/T)^2*R так как w=2П/T

Должен быть четвертый вариант, формула:

Какое выражение определяет период колебаний , если известна частота v?

T=1/v и наоборот v=1/T

1) Сила тяжести, действующая на пол от ковра: F=m*g=4*10=40 Н.

2) Давление: P=F/S=40/8=5 Па.

2 атмосферы, или одна избыточная атмосфера,погружение на каждые 10 метров увеличивает давление примерно на атмосферу,

M = плотность * объем

М = 2800кг/м3 * 6 м3 = 16800 кг,

F = 16800*9.81 = 164808 H

Давление Р = 164808/1,5=109872Н/м

Давление находится по формуле:

Подставляем наши данные.

Либо, если ускорение свободного падения (g) принять за 9,8 м/с^2, не округляя, получаем:

p = ro * g * h, где p — давление, ro — плотность, g — ускорение свободного падения, h — высота столба жидкости

Источник

Электростатика. Конденсаторы (страница 2)

Электрическая цепь, схема которой изображена на рисунке, состоит из конденсатора, резистора, источника тока и ключа. Первоначально ключ был разомкнут. Найти ЭДС источника, если известно, что сила тока через источник сразу после замыкания ключа в \(n = 2\) раза больше установившейся силы тока в цепи, а установившееся напряжение на конденсаторе \(U = 1,75\) В. Ответ дайте в В.

Сразу после замыкания ключа ток через резистор не течет, поэтому ток через источник paset \[I_<1>=\frac<\xi>\] После того, как ток установится, сила тока будет равна \[I_<2>=\frac<\xi>\]

так как по условию ток первоначально в \( n \) раз больше, то

\[\frac<\frac<\xi>><\frac<\xi>>=n \Rightarrow \frac=n \Rightarrow \frac=n-1\] Taк как конденсатор и резистор подключены параллельно, то напряжение на резисторе равно установившемуся напряжению на конденсаторе и равно \[U=I_ <2>R=\frac<\xi R>=\frac<\xi(n-1)>\] Откуда ЭДС источника равно \[\xi=\frac=2 U=3,5 \text< В>\]

Параллельно соединённые резистор с сопротивлением \(R = 50\) Ом и конденсатор ёмкостью \(C = 15\) мкФ соединены последовательно с параллельно соединёнными резисторами с сопротивлениями \(2R\) и \(3R\) (см. рисунок). Цепь подключена к сети с постоянным напряжением. В установившемся режиме заряд конденсатора \(q = 0,75\) мКл.
1) Найдите ток через резистор с сопротивлением \(R\) .
2) Kакая мощность выделяется на резисторе с сопротивлением \(2R\) ?
Ответ дайте в Амперах и Ваттах последовательностью цифр без разделения запятой и пробелов.

1) Ёмкость конденсатора равна \[C=\dfrac\] Отсюда напряжение на конденсаторе \[U_c=\dfrac \quad (1)\] Силу тока на резисторе найдем по закону Ома \[I=\dfrac\quad (2)\] Так как резистор и конденсатор подключены паралеллельно, то напряжение на резисторе равно напряжению на конденсаторе \(U_c=U_R\) . Значит можно подставить (1) в (2) \[I=\dfrac=\dfrac<0,75\cdot 10^<-3>\text< Кл>><15\cdot 10^<-6>\text< Ф>\cdot 50\text< Ом>>=1\text< А>\] 2) Так как ток на конденсаторе равен нулю, то сила тока участка “конденсатор + резистор \(R\) ” будет равна только силе тока на резисторе и она в свою очередь равна слие тока участка “резистор \(2R\) + резистор \(3R\) ” и эта сила тока равна \[I=1\text< А>\] Найдем общее сопротивление участка “резистор \(2R\) + резистор \(3R\) ” \[\dfrac<1>=\dfrac<1><2R>+\dfrac<1> <3R>\Rightarrow R=\dfrac<6R><5>\] Также резисторы \(2R\) и \(3R\) соединены параллельно, это значит, что напряжение на них равно и при этом равно напряжению участка \[U_<2R>=IR=1\text< А>\cdot \dfrac<6\cdot 50\text< Ом>><5>=60\text< В>\] а мощность равна \[P=\dfrac<2R>=\dfrac<3600\text< В>><100\text< Ом>>=36\text< В>\]

Конденсатор емкостью 2 мкФ присоединен к источнику постоянного тока с ЭДС 3,6 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Сопротивления резисторов \(R_1 =\) 4 Ом, \(R_2\) = 7 Ом, \(R_3\) = 3 Ом. Каков заряд на левой обкладке конденсатора? Ответ дайте в мкКл.

При установившемся токе в цепи ток через конденсатор не будет идти, а значит резистор \(R_3\) не будет включен в цепь.

Читайте также:  Электрический ток в газах рекомбинация

По закону Ома для полной цепи, ток в цепи равен \[I=\frac<\xi>+R_<2>>\] Так как резистор \(R_ <2>\) и конденсатор подключены параллельно, то напряжение на конденсаторе напряжению на резисторе \[U_=U_>=I R_<2>=\frac<\xi R_<2>>+R_<2>>\] Заряд на конденсаторе и напряжение связаны фopмулой: \[q=C U_\] Найдем заряд на левой обкладке, ом будет равен заряду конденсатора, при этом он будет положительным. \[q=2 \cdot 10^ <-6>\Phi \frac <3,6 \text< В>\cdot 7 \text< Ом>><1 \text< Ом>+4 \text< Ом>+7 \text< Ом>>=4,2 \text< мкКл>\]

При замкнутом ключе K (см. рисунок) установившееся напряжение на конденсаторе \(U_1 = 27\) В.
1) Найти ЭДС источника тока.
2) Определить установившееся напряжение \(U_2\) на конденсаторе после размыкания ключа.
Ответ дайте в Вольтах последовательностью цифр без разделения запятой и пробелом.

1) 1. Так как резистор \(3R\) и конденсатор подключены паралеллельно, то напряжение на резисторе равно напряжению на конденсаторе и равно общему напряжению на участке \[U_<3R+C>=U_1 \quad (1)\] 2. Так как ток на конденсаторе равен нулю, то сила тока участка “конденсатор + резистор \(3R\) ” будет равна только силе тока на резисторе и она в свою очередь равна слие тока участка “резистор \(2R\) + резистор \(R\) ” и эта сила тока равна \[I=\dfrac<3R>\] 3. Найдем общее сопротивление участка “резистор \(2R\) + резистор \(R\) ” \[\dfrac<1>=\dfrac<1><2R>+\dfrac<1> \Rightarrow R=\dfrac<2R><3>\] 4. Теперь найдем общее напряжение участка “резистор \(2R\) + резистор \(R\) ” \[U_=IR=\dfrac<3R\cdot 3>=\dfrac<2U_1><9>\quad(2)\] 5. Так как источник тока и участок “резистор \(2R\) + резистор \(R\) ” соединены последовательно, то сила тока на источнике и сила тока на участке равна \(I\) , значит мы можем найти напряжение на внутреннем сопротивлении источника \[U_\text<ист>=IR=\dfrac<3>\quad (3)\] 6. ЭДС источника складывается из напряжени на участках и напряжения на источнике. Сложим (1), (2) и (3). \[U=U_<3R+c>+U_<2R+R>+U_\text<ист>=U_1+\dfrac<2U_1><9>+\dfrac<3>=27\text< В>+6\text< В>+9\text< В>=42\text< В>\] 2) 1. После установления равновесия в цепи тока черезе резистор \(R\) прекращается, а напряжение на конденсаторе равно напряжению на участке “резистор \(2R\) + резистор \(3R\) ”. 2. Так как ток течет только через участок “резистор \(2R\) + резистор \(3R\) ”, то сила тока в цепи по закону ОМа для полной цепи равна \[I’=\dfrac<\xi><5R+R>=\dfrac<\xi><6R>\] 3. Напряжение на участе “резистор \(2R\) + резистор \(3R\) ” равно \[U’=\dfrac<\xi\cdot 5R><6R>=\dfrac<5\xi><6>=\dfrac<5 \cdot 42\text< В>><6>=35\text< В>\]

В электрической схеме до замыкания ключа К показание идеального вольтметра 9 В. После замыкания ключа показание идеального амперметра 1 А. Найдите внутреннее сопротивление батарейки.

“Досрочная волна 2019 вариант 2”

1) Поскольку вначале ключ разомкнут, то вольтметр показывает ЭДС источника тока \(\xi=9\) В.
2) Найдём ток в цепи. Поскольку сопротивления 4 и 2 включены между собой параллельно, то напряжения на них равны друг другу. По закону Ома для участка цепи мы можем расписать каждое из напряжений и можем найти токи через резистор 2. При \[U_2=U_4 \Leftrightarrow I_2R_2=I_4R_4 \Leftrightarrow1\text< А>\cdot 4\text< Ом>=I_2\cdot 2\text< Ом>\Leftrightarrow I_2=2\text< А>\] 3) Общий ток в цепи — это сумма токов на резисторах 4 и 2: \[I=I_4+I_2=2\text< А>+1\text< А>=3\text< А>\] 4) Найдём общее сопротивление цепи. Оно будет равно сумме сопротивлений на участках 1–3–5 и 2–4. А на каждом из этих участков мы найдём сопротивления по закону параллельного сопротивления проводников. \[\dfrac<1>>=\dfrac<1>+\dfrac<1>+\dfrac<1>=\dfrac<1><1>+\dfrac<1><3>+\dfrac<1><5>=\dfrac<23><15>\Leftrightarrow R_<1-3-5>=\dfrac<15><23>\text< Ом>\] Найдем общее сопротивление: \[R_0=R_<1-3-5>+R_<2-4>=\dfrac<15><23>\text< Ом>+\dfrac<4><3>\text< Ом>=\dfrac<137><69>\text< Ом>\] 5) Внутреннее сопротивление можно найти через закон Ома для полной цепи: \[I=\dfrac<\xi> \Rightarrow r =\dfrac<\xi>-R=\dfrac<9\text< В>><3\text< А>>-\dfrac<137><69>\text< Ом>\approx 1,01 \text< Ом>\]

В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС батареи \(\xi=200\) В, сопротивления резисторов \(R_1=10\) Ом и \(R_2=6\) Ом, а ёмкости конденсаторов \(C_1=20\) мкФ и \(C_2=60\) мкФ. В начальном состоянии ключ К разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Через некоторое время после замыкания ключа в системе установится равновесие. Какую работу совершат сторонние силы к моменту установления равновесия? Ответ дайте в Дж.

Читайте также:  Конструкция контактора постоянного тока

Когда пройдет длительное время, конденсатор будет заряжен до напряжения \(U_1=\xi\) , второй конденсатор заряжен не будет (так как он накоротко соединен через резисторы со своими пластинами).
Заряд на первом конденсаторе: \[q_1=C_1U=C_1\xi,\] где \(q_1\) – заряд на первом конденсаторе, тогда работа сторонних сил равна \[A_<\text< ист>>=q_1\xi=C_1\xi\xi=C_1\xi^2=20\cdot10^<-6>\text< Ф>\cdot200^2\text< В$^2$>=0,8 \text< Дж>\]

Четыре конденсатора подключены к источнику тока, как показано на рисунке. ЭДС источника равно \(\xi=10\) В его внутреннее сопротивление \(r\) , ёмкости конденсаторов \(C_1=3C\) , \(C_2=2C\) , \(C_3=4C\) , \(C_4=C=100\) мкФ. Определите энергию на конденсаторе \(C_2\) . Ответ дайте в мДж.

Пусть потенциал между блоком из конденсаторов 1–3 и блоком конденсаторов 2–4 равен \(\phi\) , тогда напряжение на блоке 1–3 равно \(U_<13>=\xi-\phi\) , а напряжение на блоке 2–4 равно \(U_<24>=\phi-0=\phi\) . Найдем емкости блоков конденсаторов \[C_<13>=3C+4C=7C \hspace <10 mm>C_<24>=2C+C=3C\] Так как блок 1–3 и блок 2–4 подключены последовательно, то на них одинаковый заряд \[q_<13>=q_ <24>\Rightarrow 7C(\xi-\phi)=3C \phi \Rightarrow \phi=\dfrac<7\xi><10>\] Так как конденсаторы 2 и 4 подключены параллельно, то напряжение на втором конденсаторе равно напряжению 2–4, а значит энергия второго конденсатора равна \[Q_2=\dfrac<100\cdot 2>=\dfrac<49C\xi^2><200>=\dfrac<49 \cdot 200\cdot 10^<-6>\text< Ф>\cdot 100\text< В$^2$>><200>=4,9\text< мФ>\]

Источник

Какого сопротивление конденсатора ёмкостью 4 мкФ в сетях с частотой переменного тока 50 и 400 Гц?

Ответы:

Ответы на похожие вопросы:

1. Техническое обслуживание гидравлического прессаa. Важно знать, чтобы пользователь содержал гидравлический пресс в чистой рабочей обстановке.b. Строго следить за рекомендуемым интервалом замены масла.c. Регулярная проверка масла в соединениях без утечки.d. Убедиться в хорошем основании без вибрации.Вышеуказанные пункты являются результатом опыта, пользователь должен использовать согласно рекомендациям.

Вольтметр — это измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии. Первый в мире вольтметр — это «указатель электрической силы» русского физика Г. В. Рихмана (1745 год). Принцип действия «указателя» используется в современном электростатическом вольтметре. Классификация вольтметров: 1. По принципу действия вольтметры разделяются на: а) электромеханические — магнитоэлектрические, б) электромагнитные, в) электродинамические, г) электростатические, д) выпрямительные, е) термоэлектрические, д) электронные — аналоговые и цифровые. 2. По назначению: а) постоянного тока, б) переменного тока, в) импульсные, г) фазочувствительные, д) селективные, е) универсальные. 3. По конструкции и способу применения: а) щитовые, б) переносные, в) стационарные.

Обычный метод сложения скоростей не подходит для релятивистских скоростей, все упирается в постулат сто постоянства скорости света. Т.е. больше этой скорости развить уже нельзя.

релятивистское сложение скоростей:

F=ma а=F/m F = 4/2=2 Ваш ответ :2

Основное условие закона сохранения импульса( сумма имульсов до взаимодействия равна сумме сил после взаимодействия) это существование замкнутой системы

Импульс ищется по формуле импульс= скорость х масса

Ищем первый импульс: 60х3=180 кг умноженных на м/c

Ишем второй импульс 60х4=240 Кг умноженных на м/c

Ищем разницу между ними 240-180=60 кг умнож на м/c

Ответ: импульс увеличился на 60 кг умноженных на м/c

р(с хвостиком)=2700 кг/м3

V=54 кг:2700 кг/м3=0,02 м3

Сила с которой притягивает Земля равна:где g =9,81 ускорение свободного падения.ТогдакгОпределим объем алюминиякуб. мгде г/м^3 плотность алюминия

m=f/g=27 кг V=m/q(плотность)=27/2700=0.01 м^3

270:10( это ускорение свободного падения)=27кг. это масса бруска. масса=плотность*обьем, 27:2700=0.01м^3 (2700 это плотнось алюминия в кг на м^3)

Оранжевое, т.к. цветок начнёт сливаться и его будет не видно..

R=(радиус)=640000,? T=период=24*60*60, а=центростремительное ускорение

a=v^2/R=w^2*R так как v=wr.

a=(2П/T)^2*R так как w=2П/T

Должен быть четвертый вариант, формула:

Какое выражение определяет период колебаний , если известна частота v?

T=1/v и наоборот v=1/T

1) Сила тяжести, действующая на пол от ковра: F=m*g=4*10=40 Н.

2) Давление: P=F/S=40/8=5 Па.

2 атмосферы, или одна избыточная атмосфера,погружение на каждые 10 метров увеличивает давление примерно на атмосферу,

M = плотность * объем

М = 2800кг/м3 * 6 м3 = 16800 кг,

F = 16800*9.81 = 164808 H

Давление Р = 164808/1,5=109872Н/м

Давление находится по формуле:

Подставляем наши данные.

Либо, если ускорение свободного падения (g) принять за 9,8 м/с^2, не округляя, получаем:

p = ro * g * h, где p — давление, ro — плотность, g — ускорение свободного падения, h — высота столба жидкости

Источник