Конденсатор + Закон Джоуля-Ленца

В схе­ме, по­ка­зан­ной на ри­сун­ке, ключ К дли­тель­ное вре­мя был за­мкнут. В не­ко­то­рый мо­мент вре­ме­ни ключ раз­мы­ка­ют. Опре­де­ли­те ко­ли­че­ство теп­ло­ты ко­то­рое вы­де­лит­ся по­сле это­го на ре­зи­сто­ре со­про­тив­ле­ни­ем за до­ста­точ­но боль­шой про­ме­жу­ток вре­ме­ни. ЭДС ба­та­реи ее вну­трен­нее со­про­тив­ле­ние ем­кость кон­ден­са­то­ра ин­дук­тив­ность ка­туш­ки а ее со­про­тив­ле­ние пре­не­бре­жи­мо мало.

В элек­три­че­ской цепи, со­сто­я­щей из ис­точ­ни­ка, кон­ден­са­то­ра и ре­зи­сто­ра (см. ри­су­нок), ем­кость кон­ден­са­то­ра со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра По­сле за­мы­ка­ния клю­ча в цепи вы­де­ли­лось ко­ли­че­ство теп­ло­ты Най­ди­те ЭДС ис­точ­ни­ка. Вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка пре­не­бречь.

В изоб­ра­жен­ной на схе­ме цепи кон­ден­са­тор не за­ря­жен. Ключ за­мы­ка­ют. Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие меж­ду фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и фор­му­ла­ми, по ко­то­рым их мож­но опре­де­лить.

К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию из вто­ро­го столб­ца и за­пи­ши­те в та­бли­цу вы­бран­ные циф­ры.

В цепи, изоб­ра­жен­ной на ри­сун­ке, ключ дол­гое вре­мя был за­мкнут. Все под­пи­сан­ные на схе­ме ве­ли­чи­ны счи­тать из­вест­ны­ми. Най­ди­те ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­лив­ше­е­ся на ре­зи­сто­ре по­сле раз­мы­ка­ния клю­ча.

В схе­ме, изоб­ра­жен­ной на ри­сун­ке, ЭДС ис­точ­ни­ка ем­ко­сти кон­ден­са­то­ров и со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся при за­мы­ка­нии клю­ча? Диод иде­а­лен, то есть в обрат­ном на­прав­ле­нии его со­про­тив­ле­ние бес­ко­неч­но ве­ли­ко, а в пря­мом со­про­тив­ле­ние ди­о­да ну­ле­вое. Вну­трен­нее со­про­тив­ле­ние ис­точ­ни­ка пре­не­бре­жи­мо мало.

В элек­три­че­ской схе­ме, пред­став­лен­ной на ри­сун­ке, кон­ден­са­тор элек­тро­ем­ко­стью сна­ча­ла за­ря­жа­ет­ся от ис­точ­ни­ка с ЭДС За­тем ключ пе­ре­во­дят в по­ло­же­ние 2. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся за все вре­мя воз­ник­ших за­ту­ха­ю­щих ко­ле­ба­ний на ка­туш­ке, если она из­го­тов­ле­на из мед­ной про­во­ло­ки дли­ной и се­че­ни­ем Удель­ное со­про­тив­ле­ние меди при­ми­те рав­ным Со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра

Кон­ден­са­тор ем­ко­стью за­ря­жен­ный до на­пря­же­ния раз­ря­жа­ет­ся на ка­туш­ку с ин­дук­тив­но­стью и со­про­тив­ле­ни­ем Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся в ка­туш­ке к тому мо­мен­ту, ко­гда сила тока в ней до­стиг­нет наи­боль­ше­го зна­че­ния

Ис­точ­ник по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния с ЭДС под­клю­чён че­рез ре­зи­стор к кон­ден­са­то­ру, рас­сто­я­ние меж­ду пла­сти­на­ми ко­то­ро­го мож­но из­ме­нять (см. ри­су­нок). Пла­сти­ны мед­лен­но раз­дви­ну­ли, со­вер­шив при этом ра­бо­ту про­тив сил при­тя­же­ния пла­стин. На­сколь­ко из­ме­ни­лась ём­кость кон­ден­са­то­ра, если за вре­мя дви­же­ния пла­стин на ре­зи­сто­ре вы­де­ли­лось ко­ли­че­ство теп­ло­ты

До за­мы­ка­ния клю­ча кон­ден­са­то­ры и были за­ря­же­ны до на­пря­же­ний и как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Ка­кая энер­гия вы­де­лит­ся на со­про­тив­ле­нии по­сле за­мы­ка­ния клю­ча?

Кон­ден­са­тор ем­ко­стью за­ря­жен­ный до на­пря­же­ния че­рез ре­зи­стор со­еди­ня­ют с не­за­ря­жен­ным кон­ден­са­то­ром ем­ко­стью Най­ти ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­лив­ше­е­ся в про­цес­се пе­ре­за­ряд­ки кон­ден­са­то­ров.

К ак­ку­му­ля­то­ру с ЭДС и вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем под­клю­чи­ли лам­пу со­про­тив­ле­ни­ем и ре­зи­стор со­про­тив­ле­ни­ем а так­же кон­ден­са­тор ём­ко­стью (см. ри­су­нок). Спу­стя дли­тель­ный про­ме­жу­ток вре­ме­ни ключ К раз­мы­ка­ют. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся по­сле это­го на лам­пе?

В элек­три­че­ской цепи, по­ка­зан­ной на ри­сун­ке, ЭДС ис­точ­ни­ка тока рав­на ем­кость кон­ден­са­то­ра ин­дук­тив­ность ка­туш­ки со­про­тив­ле­ние лам­пы и со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра В на­чаль­ный мо­мент вре­ме­ни ключ K за­мкнут. Ка­кая энер­гия вы­де­лит­ся в лам­пе по­сле раз­мы­ка­ния клю­ча? Вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка тока и про­во­дов пре­не­бречь.

Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ла вы­де­лит­ся на ре­зи­сто­ре с со­про­тив­ле­ни­ем по­сле за­мы­ка­ния клю­ча K? Вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем ба­та­реи пре­не­бречь. При рас­че­тах при­нять

Ка­туш­ка ин­дук­тив­но­стью с со­про­тив­ле­ни­ем об­мот­ки и кон­ден­са­тор ем­ко­стью под­клю­че­ны па­рал­лель­но к ис­точ­ни­ку с ЭДС и вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ла вы­де­лит­ся в кон­ту­ре по­сле от­клю­че­ния ис­точ­ни­ка?

В цепи, схе­ма ко­то­рой изоб­ра­же­на на ри­сун­ке, по оче­ре­ди за­мы­ка­ют клю­чи К₁ – К₅, вы­жи­дая каж­дый раз до­ста­точ­но дли­тель­ное вре­мя до окон­ча­ния про­цес­сов за­ряд­ки кон­ден­са­то­ров. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся в ре­зи­сто­ре по­сле за­мы­ка­ния клю­ча К₅? До его за­мы­ка­ния все осталь­ные клю­чи уже были за­мкну­ты. Па­ра­мет­ры цепи:

В цепи, пред­став­лен­ной на ри­сун­ке ниже, со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ров, вну­трен­нее со­про­тив­ле­ние ба­та­реи, ин­дук­тив­ность ка­туш­ки и ём­кость кон­ден­са­то­ра рав­ны и со­от­вет­ствен­но, ам­пер­метр иде­аль­ный. Цепь под­клю­че­на к ба­та­рее с ЭДС че­рез ключ K. Сна­ча­ла ключ разо­мкнут.

a) (1 балл) Ключ за­мы­ка­ют. Най­ди­те по­ка­за­ния ам­пер­мет­ра сра­зу по­сле за­мы­ка­ния клю­ча. От­вет дай­те в ам­пе­рах, округ­ли­те до це­ло­го.

b) (1 балл) По­сле за­мы­ка­ния клю­ча ожи­да­ют до­ста­точ­но боль­шое вре­мя, так что в цепи уста­нав­ли­ва­ет­ся ста­ци­о­нар­ный ре­жим. Что по­ка­зы­ва­ет ам­пер­метр в ста­ци­о­нар­ном ре­жи­ме? От­вет дай­те в мил­ли­ам­пе­рах, округ­ли­те до це­ло­го.

с) (2 бал­ла) По­сле уста­нов­ле­ния ста­ци­о­нар­но­го ре­жи­ма ключ раз­мы­ка­ют. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­ля­ет­ся на ре­зи­сто­рах (сум­мар­но на двух) за боль­шое вре­мя по­сле раз­мы­ка­ния клю­ча? От­вет дай­те в мкДж, округ­ли­те до це­ло­го.

В элек­три­че­ской схе­ме, по­ка­зан­ной на ри­сун­ке, ключ К дли­тель­ное вре­мя за­мкнут. ЭДС ба­та­рей­ки от­но­ше­ние вну­трен­не­го со­про­тив­ле­ния ба­та­рей­ки к со­про­тив­ле­нию ре­зи­сто­ра По­сле раз­мы­ка­ния клю­ча К в ре­зуль­та­те раз­ря­да кон­ден­са­то­ра на ре­зи­сто­ре вы­де­ля­ет­ся ко­ли­че­ство теп­ло­ты Най­ди­те за­ряд кон­ден­са­то­ра до раз­мы­ка­ния клю­ча.

В цепи, изоб­ра­жён­ной на ри­сун­ке, ЭДС ба­та­реи рав­на со­про­тив­ле­ния ре­зи­сто­ров и а ём­ко­сти кон­ден­са­то­ров и В на­чаль­ном со­сто­я­нии ключ К разо­мкнут, а кон­ден­са­то­ры не за­ря­же­ны. Че­рез не­ко­то­рое вре­мя по­сле за­мы­ка­ния клю­ча в си­сте­ме уста­но­вит­ся рав­но­ве­сие. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся в цепи к мо­мен­ту уста­нов­ле­ния рав­но­ве­сия?

На ри­сун­ке по­ка­за­на схе­ма элек­три­че­ской цепи, со­сто­я­щей из ис­точ­ни­ка тока с ЭДС и вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем двух ре­зи­сто­ров с со­про­тив­ле­ни­я­ми и кон­ден­са­то­ра элек­тро­ем­ко­стью и ка­туш­ки с ин­дук­тив­но­стью В на­чаль­ном со­сто­я­нии ключ дли­тель­ное вре­мя за­мкнут. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся на ре­зи­сто­ре по­сле раз­мы­ка­ния клю­ча К? Ак­тив­ным со­про­тив­ле­ни­ем ка­туш­ки пре­не­бречь.

В схе­ме, пред­став­лен­ной на ри­сун­ке, при разо­мкну­том клю­че К ле­вый кон­ден­са­тор был за­ря­жен, а пра­вый — нет. Раз­ность по­тен­ци­а­лов меж­ду об­клад­ка­ми ле­во­го кон­ден­са­то­ра при этом рав­на Ка­кое мак­си­маль­ное ко­ли­че­ство теп­ло­ты мо­жет вы­де­лить­ся на ре­зи­сто­ре по­сле за­мы­ка­ния клю­ча К? Зна­че­ние элек­тро­ем­ко­сти пра­во­го кон­ден­са­то­ра рав­но

Кон­ден­са­тор ем­ко­стью раз­ря­жа­ет­ся че­рез цепь из двух па­рал­лель­но вклю­чен­ных со­про­тив­ле­ний и Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся на мень­шем из со­про­тив­ле­ний, если кон­ден­са­тор был за­ря­жен до на­пря­же­ния

К ис­точ­ни­ку элек­три­че­ства с ЭДС и вну­трен­ним со­про­тив­ле­ни­ем че­рез ключ под­клю­че­ны па­рал­лель­но кон­ден­са­тор ре­зи­стор и ка­туш­ка ин­дук­тив­но­сти с оми­че­ским со­про­тив­ле­ни­ем По­сле раз­мы­ка­ния клю­ча в схе­ме вы­де­ля­ет­ся ко­ли­че­ство теп­ло­ты Опре­де­ли­те ин­дук­тив­ность ка­туш­ки в мкГн.

В схе­ме, по­ка­зан­ной на ри­сун­ке, ключ К был за­мкнут в те­че­ние дли­тель­но­го вре­ме­ни. За­тем ключ раз­мы­ка­ют. Най­ти ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лив­ше­е­ся на ре­зи­сто­рах и вну­трен­нем со­про­тив­ле­нии ис­точ­ни­ка тока за вре­мя пе­ре­за­ряд­ки кон­ден­са­то­ра по­сле раз­мы­ка­ния клю­ча. Со­про­тив­ле­ния ре­зи­сто­ров рав­ны вну­трен­нее со­про­тив­ле­ние ис­точ­ни­ка тока его ЭДС элек­тро­ем­кость кон­ден­са­то­ра

Кон­ден­са­тор элек­тро­ём­ко­стью за­ря­ди­ли от ак­ку­му­ля­то­ра с ЭДС За­тем за­ря­жен­ный кон­ден­са­тор под­клю­чи­ли к ба­та­рее из двух та­ких же ак­ку­му­ля­то­ров, со­еди­нён­ных по­сле­до­ва­тель­но. При этом по­ляр­ность об­кла­док за­ря­жен­но­го кон­ден­са­то­ра сов­па­да­ет с по­ляр­но­стью по­лю­сов ба­та­реи. Ка­кое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­ли­лось на вну­трен­них со­про­тив­ле­ни­ях ба­та­реи ак­ку­му­ля­то­ров за вре­мя уста­нов­ле­ния на­пря­же­ния на кон­ден­са­то­ре?