С самого начала промышленного применения электричества изучалось воздействие электрического тока на человека и последствия этого воздействия.
Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает термическое, химическое, механическое и биологическое
воздействие на его организм:
термическое воздействие
электрического тока ведет к опасным нагревам тканей и возникновению таких травм, как ожоги, электрические знаки, металлизация кожи;
электролитическое воздействие
электрического тока приводит к электролизу крови и других содержащихся в организме растворов, изменению их химического состава, нарушению их физиологических функций;
механическое воздействие
тока проявляется в расслоении мышц, разрыве сухожилий, вывихах суставов и других повреждений тканей организма в результате резких, непроизвольных судорожных сокращений мышц, вызванных протеканием тока;
биологическое воздействие
тока выражается в раздражении живых тканей организма, рефлекторном возбуждении нервной системы и нарушении внутренних биоэлектрических процессов. В результате возникают электрический удар или электрический шок.
Различают следующие виды поражений от воздействия электротоком: электрические травмы, электрический удар, электрический шок.
В результате электротравм
происходит местное поражение кожи, мышц, органов.
Различают:
- ожоги
(в 60-65% случаев от всех электротравм)
1,2 степень ожога – 1-2 кВ;
3, 4 степень ожога – выше 1-2 кВ;
- электрические знаки
(в 20% случаев)
в результате термического воздействия на коже появляются жёлтые и серые пятна диаметром до 5 мм;
- металлизация кожи
(в 10% случаев)
проникновение в кожу мельчайших частичек металла;
- механические повреждения
(редко)
разрыв кожи, кровеносных сосудов;
- электроофтальмия
(в 1-2% случаев)
воспаление глаз в результате ослепления электродугой (мощный поток УФ).
В результате электрического удара
поражается весь организм, особенно внутренние органы. По степени тяжести различают:
- 1 степень
– судороги;
- 2 степень
– судороги и потеря сознания;
- 3 степень
– потеря сознания с нарушением дыхания и сердечной деятельности;
- 4 степень
– клиническая смерть (отсутствие дыхания и сердечной деятельности), которая длится 5-7 мин.
Электрический шок
– своеобразная тяжёлая нервнорефлекторная реакция организма в ответ на раздражение электротоком, которая сопровождается расстройством дыхания, кровообращения, обмена веществ и др.
Длится от нескольких десятков минут до суток, а далее либо полное выздоровление, благодаря лечебному вмешательству, либо смерть.
Степень опасности воздействия тока на организм человека зависит от
:
величины тока;
длительности воздействия;
рода и частоты;
электрического сопротивления тела человека;
напряжения и схемы включения тела в электрическую цепь;
условий внешней среды.
Переменный ток с частотой 50 Гц более опасен по сравнению с токами иной частоты и постоянным током.
Величину электрического тока, которую начинает ощущать человек, называют пороговым ощутимым током (0,6-1,5 мА
переменного тока частотой 50 Гц). При воздействии переменного тока силой 15 мА у человека возникают судороги, в результате которых он не в состоянии отпустить находящийся у него в руке провод. В случае поражения силой 20-25 мА наступает остановка дыхания. Из-за спазма голосовых связок пострадавший не может крикнуть и позвать на помощь. Если действие тока не прекращается, то через несколько минут происходит остановка сердца и наступает смерть. В легких случаях общие проявления могут быть в виде обмороков, головокружения, общей слабости, тяжелого нервного потрясения.
Наименьшую величину тока, при которой человек самостоятельно не может прервать контакт с токоведущими частями, называют пороговым неотпускающим током (10-15 мА).
Наименьший ток, при котором возникает фибрилляция сердца, называют пороговым фибрилляционным током (50-80 мА)
, С увеличением времени прохождения электрического тока через организм человека возрастает тяжелого поражения, иногда приводящая к смертельному исходу.
Живая ткань тела человека обладает следующим удельным объемным сопротивлением при частоте тока 50 Гц: кожа сухая - 3-103...2-104; кости - 104...2-106; жировая ткань 30...60, мышечная ткань - 2-3 и кровь - 1-2 Ом м. Анализ этих данных показывает, что основное сопротивление протеканию тока оказывает кожа человека.
При неисправностях электрооборудования, нарушении правил эксплуатации может произойти загорание электроустановки, а загорание - привести к дополнительной опасности.
Электротравма возникает не только при непосредственном соприкосновении с источником тока, но и при дуговом контакте
, когда человек находится вблизи установки с напряжением более 1000 В, особенно в помещениях с высокой влажностью воздуха. Чем выше напряжение и продолжительнее действие, тем тяжелее поражения, вплоть до смертельного исхода.
Электрический ток вызывает в организме местные и общие изменения. Местные проявляются ожогами там, где были вход и выход электрического тока. В зависимости от его силы и напряжения, состояния человека (влажная кожа, утомление, истощение) возможны поражения различной тяжести - от потери чувствительности до глубоких ожогов. В тяжелых случаях кратерообразная рана может проникать до кости. При воздействии тока высокого напряжения возможны расслоения тканей, их разрыв, иногда полный отрыв конечности.
Местные повреждения молнией аналогичны воздействию электротока. На коже появляются пятна темно-синего цвета, напоминающие разветвление дерева («знаки молнии»). Это связано с расширением кровеносных сосудов. Общее состояние в таких случаях, как правило, тяжелое. Может развиться паралич, немота, глухота, a также произойти остановка дыхания и сердца.
Работу сил электрического поля, создающего упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике, т.е. электрический ток, называют работой тока.
Работа, совершаемая электрическим полем по перемещению заряда q на участке цепи, равна:
A=q U=I U t=I 2 *R t= U 2 /R*t
где I - сила тока на данном участке, U - напряжение на участке цепи, t - время прохождения тока по участку цепи, q == It - электрический заряд (количество электричества), протекающий через поперечное сечение проводника за промежуток времени t. Единицей измерения работы служит джоуль: 1 Дж = 1 А* 1 В* 1 с. 1 Дж есть работа постоянного тока силой в 1 А в течение 1 с на участке напряжением в 1 В.
По закону сохранения энергии эта работа равна изменению энергии проводника.
Мощность электрического тока при прохождении его по проводнику с сопротивлением R равна работе, совершаемой током за единицу времени:
P=A/t=I*U=U 2 *R
Единицей измерения мощности электрического тока в СИ служит ватт: 1 Вт = 1 Дж/с. Работу тока можно также определить следующим образом:
Единицей измерения работы также является киловатт-час (кВт ч) или ватт-час (Вт ч):
1Вт*ч=3.6*10 2 Дж
В этих единицах работу обычно выражают в электротехнике. Полную мощность, развиваемую источником тока с ЭДС и внутренним сопротивлением г, когда во внешней цепи включена нагрузка с сопротивлением R, определяют по формуле:
P=I(R+r) =IR+Ir=I*I*(R+r) =I
Полная мощность идет на выделение тепла во внешнем и внутреннем сопротивлении.
Полезная мощность (мощность, выделяемая во внешнем сопротивлении) равна:
P полез =I 2 R= 2 R/(R+r) 2
Она используется в электронагревательных и осветительных приборах.
Теряемая мощность (мощность, выделяемая во внутреннем сопротивлении) равна:
P тер =I 2 r= 2 r/(R+r) 2
Она не используется.
Мощность тока во всей внешней цепи при любом соединении равна сумме мощностей на отдельных участках цепи.
Работа электрического поля приводит к нагреванию проводника, если на участке цепи под действием электрического поля не совершается механическая работа и не происходят химические превращения веществ. Поэтому энергия (количество теплоты), выделяемая на данном участке цепи за время t, равна работе электрического тока:
Количество теплоты, выделяющееся проводником при нагревании его током, определяют по закону Джоуля-Ленца:
Q = I 2 Rt или
Этот закон был установлен экспериментально английским ученым Джеймсом Джоулем (1818-1889) и русским ученым Эмилием Христиановичем Ленцем (1804-1865) и сформулирован следующим образом.
Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику.
При последовательном соединении проводников с сопротивлением R1 и R2 количество теплоты, выделенное током в каждом проводнике, прямо пропорционально сопротивлению этих проводников:
Q 1 /Q 2 =R 1 /R 2 , т.к. I 1 = I 2 при последовательном соединении
Количество теплоты, выделенное током в параллельно соединенных двух участках цепи без ЭДС с сопротивлениями 2^ и И^, обратно пропорционально сопротивлению этих участков:
Q 1 /Q 2 =R 1 /R 2 , т.к. U 1 = U 2 при параллельном соединении
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
1 ВАРИАНТ
I | общее сопротивление цепи и 60 В показание амперметра |
II | общее сопротивление цепи. R 4 =10 Ом R 5 =5 Ом |
III | тока, питающего цепь, если R 1 =3 Ом, R 2 R 2 =2 Ом, R 3 =8 Ом, r =0,2 Ом R 3 0.1 A 8. Кипятильник нагревает 1,2л воды от 12 °С до кипения за 10 мин. Определить ток, потребляемый кипятильником, если U = 220 В. КПД = 90 %. с = 4200 Дж/(кг °С). |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
2 ВАРИАНТ.
I | Определите силу тока в цепи, включенной под напряжение 220 В, если сопротивление цепи 20 Ом. Какое количество теплоты выделит за 5 с проводник сопротивлением 25 Ом при напряжении в цепи 50 В? Начертите схему цепи, состоящую из последовательно со-единенных источников тока, лампы накаливания, двух резисторов и ключа. Как включить в эту цепь вольтметр, чтоб измерить напряже-ние на лампе? |
II | цепи и напряжение на всем A участке. R 1 =4 Ом, R 2 =3 Ом, R 3 |
III | Сколько времени требуется для нагревания 2 кг воды от 20 °С до 100 0 С в электрическом чайнике мощностью 600 Вт, если его КПД 80 %? с = 4200 Дж/(кг °С). Определить силу тока, проходящего по каждому из сопротивлений, если вольтметр показывает 3 В, а сопротивления соответственно равны: R 1 = 2 Ом, R 2 = 3 Ом, R 3 = 4 Ом, R 4 = 4 Ом, R 5 = 0,8 Ом. R 1 R 2 V R 3 R 4 |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
3 ВАРИАНТ.
I | Рассчитайте силу тока, проходящего по медному проводу длиной 100 м и площадью сечения 0,5 мм 2 при напряжении 6,8 В. р == 0,017·10 -6 Ом м. Определить общее сопротивление цепи и показание вольтметра. R 1 =7 Ом R 2 =9 Ом R 3 =8 Ом А 0,1 А 3. Какую работу совершает ток в электродвигателе за 30 с, если при напряжении 220 В сила тока в двигателе равна 0,1 А? |
II | Электрический чайник потребляет ток 3 А при напряжении 120 В. Из какого материала сделана обмотка, если сечение проволоки 0,08 мм 2 , а длина обмотки 8 м. За какое время в спирали сопротивлением 40 Ом при силе тока 3 А выделяется 10,8 кДж теплоты? Определите по данной схеме общее сопротивление цепи и силу тока в неразветвлённой части цепи
|
III | Определить мощность электрического чайника, если в нем за 20 ми-нут нагревается 1,43 кг воды от 20 °С до 100 °С. с = 4200 Дж/(кг °С). Два проводника включены в электрическую цепь с одинако-вым напряжением 16 В. Сила тока в одном из них при этом 2 А, сила тока в другом на 3 А больше. Чему равны сопротивления этих про-водников и сила тока в них при напряжении 12 В? Рассчитайте силу тока в цепи источника тока с ЭДС, равной 9 В, и внутренним сопротивлением 2 Ом при подключении во внешней цепи 5 параллельно соединённых лампочек, сопротивлением12,5 Ом каждая. |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
4 ВАРИАНТ.
I | Определить количество теплоты, выделяемое в проводнике за 3 мин, если сила тока в цепи 5 А, напряжение на концах проводника 200 В. Сопротивление вольтметра равно 2,4 кОм. Какая сила тока проходит через вольтметр, если он показывает напряжение 240 В? Начертите схему электрической цепи, состоящей из источ-ника тока, ключа, электрической лампы и двух параллельно соеди-ненных резисторов. Как включить амперметр, чтобы измерить силу тока в цепи? |
II |  |
III | R 2 =2 Ом R 1 =1,8 Ом Какой длины надо взять никелиновый проводник сечением 0,2 мм 2 , чтобы изготовить спираль для электрической плитки мощностью 600 Вт и рассчитанной на напряжение 120 В? р = 0,4 мкОм м. |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
5 ВАРИАНТ.
I | Сопротивление спирали электрической плитки составляет 155 Ом. Какая сила тока соответствует этому случаю, если она включена в сеть с напряжением 220 В? Сколько теплоты выделится в проводнике сопротивлением 12 Ом за 20 с, если его включили в сеть с напряжением 120 В? 3. Начертите схему электрической цепи, состоящей из источ-ника тока, ключа, электрического звонка и реостата, соединенных последовательно. Как включить в цепь вольтметр, чтобы измерить напряжение на реостате? |
II | 4. Определите температуру нити лампочки, если при включении в сеть с напряжением 220 В по нити идет ток 0,68 А. Сопротивление вольфрамовой нити электрической лампочки при 20 °С равно 36 Ом. Температурный коэффи-циент сопротивления вольфрама 4,б 10 -3 К -1 . 5. Батарея с ЭДС 6 В и внутренним сопротивлением 1,4 Ом питает внешнюю цепь, состоящую из двух парал-лельно соединенных резисторов сопротивлением 2 Ом и 8 Ом. Определите напряжение на зажимах батареи и силу тока через резисторы. 6. Последовательно соединены п резисторов с одина-ковым сопротивлением. Во сколько раз изменится сопро-тивление цепи, если их соединить параллельно? |
III | Электрическая цепь состоит из трех последователь-но соединенных кусков провода одинаковой длины и сделан-ных из одного материала, но имеющих разные площади по-перечного сечения: S 1 =1 мм 2 , S 2 =2 мм 2 , S 3 =3 мм 2 . Раз-ность потенциалов на концах цепи равна U ==12 В. Определите падение напряжения на каждом проводнике. 8. На электрической плитке мощностью 600 Вт 2 л воды нагревается от 15 °С до 100 °С за 40 мин. Определить КПД установки, с = 4200 Дж/(кг °С). 9. Лампочка подключена медными проводами к акку-мулятору с ЭДС 2 В и внутренним сопротивлением 0,04 Ом. Длина проводов 4 м и диаметр 0,8 мм. Напряжение на зажимах аккумулятора 1,98 В. Найдите сопротивление лампочки. Удельное сопротивление меди определите по таблице справочника. |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
6 ВАРИАНТ.
I | 1. На электрической лампе написано 100 Вт, 220 В. Какой ток потребля-ет такая лампа и чему равно сопротивление ее нити? 2.Определить по данной схеме общее сопротивление данного участка цепи и силу тока в неразветвленной части цепи, если R 1 =2 Ом, R 2 =3 Ом, U=12 В. R 1 R 2 V Определите напряжение на концах железного проводника длиной 150 см и площадью поперечного сечения 0,025 мм 2 , в котором сила тока 250 мА. р = 0,1·10 -6 Ом м. |
II | 4. Сопротивление нити накала электронной лампы 40 Ом, сопротивление включенной части последовательно соединенного реостата 10 Ом. Определите силу тока в цепи накала, если ЭДС аккумулятора 2 В, а его внутреннее со-противление 0,1 Ом. 5. Определить удельное сопротивление провода электрического камина длиной 50 м и сечением 1,2 мм 2 . Мощность, потребляемая камином, равна 900 Вт, а напряжение в сети 220 В. 6. Определите внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока, если при силе тока 30 А мощность во внешней цепи равна 180 Вт, а при силе тока 10 А мощность равна 100 Вт. |
III | 7. Если два проводника соединить параллельно, то при подключении к источнику тока с ЭДС, равной 10,8 В, в неразветвленной части цепи сила тока равна 2,7 А. Если же проводники соединить последовательно, то сила тока при той же ЭДС оказывается равной 0,6 А. Определите сопро-тивление проводников. Внутренним сопротивлением источ-ника тока пренебречь. В схеме указаны сопротивления рези-сторов в Омах и направление силы тока через один из рези-сторов. Определите ЭДС батареи, если ее внутреннее сопро-тивление равно 0,5 Ом. |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
7 ВАРИАНТ.
I | Сколько теплоты выделится за 30 с в реостате сопротивлением 100 Ом при силе тока в цепи 2 А? Каково напряжение на концах участка цепи при сопротив-лении 0,25 кОм, если сила тока в нем 0,24 А? Начертите схему электрической цепи, состоящей из источ-ника тока, ключа, нагревательного элемента, амперметра и вольт-метра, измеряющего напряжение на источнике тока. |
II | За какое время на электроплитке можно 2 л воды, взятой при 20 0 С,нагреть до кипения, если при напряжении 220 В по ней течет ток 5 А? с = 4200 Дж/(кг °С). Источник с ЭДС 2 В и внутренним сопротивлением 0,8 Ом замкнут никелиновой проволокой длиной 2,1 м и сечением 0,21 мм 2 . Каково напряжение на зажимах элемен-та? Определите напряжение на первом резисторе, если сопротивления R 1 =3 Ом, R 2 =5 Ом, R 3 =2 Ом, R 4 =6 Ом, а показание амперметра I A =0,2 А |
III | Вольтметр, соединенный последовательно с рези-стором сопротивлением R 1 =10 кОм, при включении в сеть с напряжением U ==220 В показывает U 1 =70 В, а соединен-ный последовательно с резистором сопротивлением R 2 пока-зывает U 2 =20 В. Найдите сопротивление резистора R 2 . Сколько времени будет нагреваться 1 л воды от 20 °С до 100 °С в элект-рическом чайнике мощностью 500 Вт, если его КПД 75 %? Определите силу тока в проводнике длиной 125 м и площа-дью поперечного сечения 10 мм 2 , если напряжение на зажимах 80 В, а удельное сопротивление материала, из которого изготовлен про-водник, составляет 0,4 мкОм м. |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
8 ВАРИАНТ.
I | Какое количество теплоты выделит за 10 минут проволочная спираль сопротивлением 15 Ом, если сила тока в цепи 2 А? Чему равно сопротивление стального провода длиной 250 м и сечением 0,06 мм 2 ? Удельное сопротивление стали равно 0,12 Ом·мм 2 /м. Определить по данной схеме общее сопротивление цепи R 1 =2 Ом R 2 =3 Ом |
II | Вычислите силу тока в медном проводнике, удельное со-противление которого 0,017 мкОм м, длина 200 м и поперечное сечение 0,6мм 2 , при напряжении на нем 68 В. Батарея с ЭДС 4 В и внутренним сопротивлением 1 Ом входит в состав неизвестной цепи. К полюсам батареи подключен вольтметр, он показывает напряжение 6 В. Опре-делите количество теплоты, выделяющейся в единицу време-ни на внутреннем сопротивлении батареи. В собранной электрической цепи напряжение на одном из участков равно 12 В. Какая работа совершается электрическим то-ком, если по цепи протекает 28 Кл электричества? |
III | Для размораживания трубопровода со льдом применен электронагреватель, потребляющий ток 240 А при напряжении 220 В. Какая масса льда расплавится в трубе за 1 с, если КПД нагре-вателя 80%? Температура льда 0 °С. Удельная теплота плавления льда равна 3,3 10 5 Дж/кг. От батареи, состоящей из 6 последовательно включенных элементов, ЭДС каждого из которых 1,5 В, питаются две последовательно соединенные лампочки сопро-тивлением по 12,5 Ом. Сила тока в цепи равна 0,28 А. Опре-делите КПД батареи и ее внутреннее сопротивление. На сколько равных частей нужно разрезать одно-родный проводник, имеющий сопротивление 36 Ом, чтобы сопротивление его частей, соединенных параллельно, стало равно 1 Ом? |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
9 ВАРИАНТ.
I | Определите мощность тока в электрической лампе, включенной в сеть напряжением 220 В, если известно, что сопротивление нити накала лампы 484 Ом. Из какого материала изготовлен провод длиной 1 км, сечением 10 мм 2 и сопротивлением 40 Ом? Начертите схему электрической цепи, состоящей из источ-ника тока, ключа, реостата и двух электрических ламп, соединенных параллельно. Как включить в эту цепь амперметр, которым нужно измерить силу тока в одной из ламп? |
II | Электроплитка при силе тока в 4,5 А за 0,6 часа выделила 1312,2 кДж тепла. Найдите сопротивление плитки и вычислите ее мощность. К двум кислотным аккумуляторам с ЭДС, равной 2 В каждый, соединенным параллельно, подключена на-грузка сопротивлением 1,5 Ом. Что покажет вольтметр, подключенный к зажимам аккумуляторов, если их внутрен-ние сопротивления равны 0,01 Ом и 0,015 Ом? |
III | Какое количество теплоты выделится в каждом из трех последовательно соединенных резисторов за 1 мин, если их сопротивления R 1 =5 Ом, R 2 =8 Ом, R 3 = 12 Ом, а напряжение на резисторе R 3 - 36 В? Определите сопротивление резистора, если ампер-метр показывает силу тока 5А, вольтметр, подключенный к концам резистора, напряжение 100 В Внутреннее со-противление вольтметра 2500 Ом. |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
10 ВАРИАНТ.
I | 1. Определите общее сопротивление цепи и показания вольтметра, сила тока равна 0,2 А. 2.Определите расход энергии за 20 с в автомобильной электрической лампочке, рассчитанной на напряжение 12 В при силе тока 3,5 А. |
II | Чему равен КПД электрического двигателя, если при на-пряжении 220 В и силе тока 12 А он совершает за 1 минуту работу 118,8кДж? Определите напряжение на концах проводника, удельное сопротивление которого 0,4 мкОм·м, если его длина 6 м, попереч-ное сечение 0,08 мм 2 , а сила тока в нем 0,6 А. Сопротивление прибора может изменяться от 250 до 1800 Ом. В каких пределах будет изменяться сила тока, если на него подать одинаковое напряжение 220 В? |
III | Сила тока в электрической лампочке 200 мА,. Диаметр вольфрамовой нити 0,02 мм, а ее температура 2000 °С. Определите напряженность электрического поля в нити. Электрическая схема составлен из двух парал-лельно соединенных резисторов сопротивлением R 1 =40 Ом и R 2 =10 Ом, подключенных к зажимам аккумулятора, ЭДС которого 10 В. Сила тока в неразветвленной цепи 1 А. Определите внутреннее сопротивление источника тока. Для составления елочной гирлянды имеется 10 лампочек мощностью 2 Вт каждая, рассчитанных на номинальное напряжение 4 В. Имеется также некоторое количество лампочек, имеющих ту же мощность при номи-нальном напряжении 8В. Какое минимальное количество восьми вольтовых лампочек нужно взять, чтобы, добавив их к 10 четырех вольтовым, составить гирлянду для включения в сеть с напряжением 120 В? |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
11 ВАРИАНТ.
I | Определите общее сопротивление цепи и показания вольтметра, сила тока равна 0,2 А. R 1 =14 Ом R 2 =18 Ом R 3 =16 Ом А Определите расход энергии за 20 с в автомобильной электрической лампочке, рассчитанной на напряжение 12 В при силе тока 3,5 А. Спираль электрической плитки состоит из сплава, удельное сопротивление которого 1,2 Ом мм 2 /м. Длина проволоки 5 м, ее сечение 1 мм 2 . Найти сопротивление спирали. |
II | 4. Из какого материала изготовлен провод длиной 1 км и сечением 10 мм 2 , если по нему идет ток 3 А, а напряжение на концах провода 120 В? 5. Электроплитку мощностью 360 Вт и электроплитку мощностью 500 Вт включили в сеть, соединив их последовательно. В какой из плиток выде-лится большее количество теплоты? 6. Определите сопротивление резистора, если ампер-метр показывает силу тока 5А, вольтметр, подключенный к концам резистора,- напряжение 100 В. Внутреннее со-противление вольтметра 2500 Ом. |
III | включенной в схему, изображенную на рисунке, чтобы напряжен-ность электростатического поля в плоском конденсаторе была 2250 В/м? Внутреннее сопротивление батареи 0,5 Ом. Со-противление R=4,5 Ом. Расстояние между пластинами конденсатора 0,2 см. Перегоревшую спираль электроплитки с мощностью 420 Вт укоро-тили на 1/8 ее первоначальной длины. Какой стала ее мощность при вклю-чении в ту же сеть? Электродвигатель трамвайных вагонов работает при токе 112 А и напряжении 550 В. С какой скоростью движется трамвай, если двигатели создают силу тяги 3,6 кН, а КПД их 70%? |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
12 ВАРИАНТ.
I | Электрическая печь потребляет мощность 6000 Вт при величине тока 50 А. Определить напряжение тока, питающего печь. Обмотка печи сделана из никелиновой проволоки длиной 72 м. Найти сечение проволоки, р == 0,4 Ом мм 2 /м, если её сопротивление равно1,2 Ом. Определите общее сопротивление цепи, R 1 =3 Ом, R 2 =4 Ом, R 3 =4 Ом. |
II | Сколько воды можно нагреть от 18 0 С до кипения за 10 мин в электрическом чайнике, если напряжение в сети 220 В, а сила тока 4 А. КПД чайника 80%. Удельная теплоёмкость воды 4,2 кДж/кг· 0 С. Сопротивление нити накала электронной лампы 40 Ом, сопротивление включенной части последовательно соединенного реостата 10 Ом. Определите силу тока в цепи накала, если ЭДС аккумулятора 2 В, а его внутреннее со-противление 0,1 Ом. Определите силу тока в цепи аккумулятора, замкнутого на резистор сопротивлением 1000 Ом, если при последовательном включении в эту цепь миллиамперметра с внутренним сопротивлением 100 Ом он показал силу тока 25 мА. Внутренним сопротивлением источника можно пре-небречь. |
III | В цепь включено 20 ламп, соединенных параллель-но. Сила тока в лампе 1 А. Сопротивление проводов, соеди-няющих генератор с потребителем,- 0,2 Ом. Чему равна ЭДС генератора с внутренним сопротивлением 0,05 Ом, если напряжение на лампах равно 220 В? Какой длины надо взять нихромовый проводник сечением 0,1 мм 2 , чтобы изготовить нагреватель, на котором можно за 5 минут довести до кипения 1,5 л воды, взятой при температуре 20 0 С? напряжение в сети – 220 В. КПД нагревателя 90%. Удельное сопротивление нихрома – 1,1 Ом·мм 2 /м. Две лампы мощностью 40 Вт и 60 Вт, рассчитанные на одинаковое напряжение, включили в сеть с тем же напряжением последовательно. Какие мощности они потребляют? |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
13 ВАРИАНТ.
I | 1. За какое время электрический утюг выделит 800 Дж теплоты, если ток в спирали 3 А, а напряжение в сети 220 В? 2. Через проводник за 20 минут протекает заряд 2000 Кл элек-тричества. Определите силу тока в проводнике. 3. Начертите схему электрической цепи, состоящей из источ-ника тока, ключа, реостата и резистора, соединенных последова-тельно. Как включить амперметр и вольтметр для измерения силы тока в резисторе и напряжения на нем? |
II |  |
III | 6. Найдите общее сопротивление электрической цепи (рис.), если сопротивления резисторов Rl -R 6 имеют соответственно следующие значения: R l =4 Ом, R 2 = 5 Ом, R 3 =4 Ом, R 4 =20 Ом, R 5 =12 Ом, R 6 = 4 Ом.
7. Электровоз массой 300 т спускается вниз с горы со скоростью 72 км/ч. Уклон горы равен 0,01. Коэффициент сопротивления движению равен 0,02, напряжение в ли-нии равно 3 кВ, КПД электровоза равен 80%. Определите сопротивление обмотки электродвигателя электровоза. |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
1 4 ВАРИАНТ.
Через электрическую лампочку за 5 мин проходит за-ряд в 150 Кл. Какова сила тока в лампочке? Определите сопротивление стального провода сечени-ем 35 мм 2 и длиной 25 м. Рассчитайте силу тока в лампочке, имеющей со-противление 400 Ом, если напряжение на ее зажимах 120 В. |
|
Чему равно общее сопротивление электрической цепи (рис.), если сопротивление R l =R 2 =15 Ом, R 3 = R 4 = 25 Ом?
5. Какова сила тока в проводнике, через поперечное сече-ние которого за 2 с проходит 12 10 19 электронов? Заряд электрона равен 1,6 10 -19 Кл. 6. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление ис-точника тока, если при внешнем сопротивлении 3,9 Ом сила тока в цепи равна 0,5 А, а при внешнем сопротив-лении 1,9 Ом сила тока равна 1 А. |
|
7. Найдите силу тока во всех резисторах (рис.) и в неразветвленной части цепи, а также ЭДС источника то-ка с малым внутренним сопротивлением, если сопротив-ления резисторов Rl -R 6 имеют соответственно следую-щие значения: R 1 = 7,5 Ом, R 2 = 4 Ом, R 3 =12 Ом, R 4 = 6 Ом, R 5 = 3 Ом, R 6 =6 Ом, а показание амперметра равно 10 А.
8. Лифт массой 2 т поднимается равномерно на вы-соту 20 м за время, равное 1 мин. Напряжение на за-жимах электродвигателя равно 220 В, его КПД равен 92%. Определите силу тока в цепи электродвигателя. |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
15 ВАРИАНТ.
Определите сопротивление медного провода, если при силе протекающего в нем тока 10 А напряжение на его концах равно 4 В. Рассчитайте удельное сопротивление трамвайного про-вода, если его длина 10 км, сечение 70 мм 2 , а сопротивле-ние 3,5 Ом. Какой электрический заряд пройдет за 10 мин через спираль утюга, если сила тока в ней равна 0,3 А? |
|
4. Сопротивление вольфрамовой нити электрической лампочки при 10 °С равно 50 Ом. До какой температуры нагрета нить, если ее сопротивление равно 550 Ом? Тем-пературный коэффициент сопротивления вольфрама 5∙10 - 3 К - 1 . 5. Определите силу тока в проводнике R 2, если его сопротивление равно 9 Ом, и падение напряжения в про-воднике R 1 при его сопротивлении 6 Ом (рис), ес-ли ЭДС источника тока равна 2 В, а его внутреннее со-противление равно 0,4 Ом. 6. ЭДС источника тока равна 1,6 В, его внутреннее сопротивление равно 0,5 Ом. Чему равен КПД источни-ка при силе тока 2,4 А? |
|
7.На рисунке изображена схема электрической цепи, в ко-торой ЭДС источника тока рав-на 20 В, его внутреннее сопротив-ление равно 1 Ом, сопротивления резисторов Rl -R 4 имеют соответ-ственно следующие значения: R 1 =4 Ом, R 2 =3 Ом, R 3 =12Ом, R 4 = 6 Ом. Найдите показания ам-перметра и вольтметра. Рассчи-тайте силу тока и падение напря-жения на каждом из проводни-ков.
8. Подъемный кран поднимает груз массой 8,8 т на высоту 10 м в течение 50 с. Определите напряжение в цепи, если сила тока, потребляемого краном, равна 100 А, КПД крана равен 80%. |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
16 ВАРИАНТ.
При электросварке сила тока достигает 200 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение электрода за 5 мин? Чему равно напряжение на клеммах амперметра, сила тока в котором 6,2 А, если сопротивление амперметра 0,0012 Ом? Какой длины потребуется никелиновая проволока се-чением 0,1 мм 2 для изготовления реостата сопротивлени-ем 180 Ом? |
|
По схеме, изображенной на рисунке.определи-те общее сопротивление электрической цепи, если сопро-тивления резисторов R1-R4 имеют соответственно следу-ющие значения: R 1 =8 Ом, R 2 = 2 Ом, R 3 = A Ом, R 4 =6 Ом.
5.Какую работу совершает двигатель полотера за вре-мя, равное 30 мин, если он потребляет в цепи напряже-нием 220 В ток силой 1,25 А, а его КПД равен 80%? |
|
6. По схеме, изображенной на рисунке, определи-те общее сопротивление электрической цепи, если сопро-тивления резисторов Rl-R6 имеют соответственно следующие значения: R 1 = 15 Ом, R 2 = 15 Ом, R 3 =15 Ом, R 4 = 8 Ом, R 5 =8 Ом, R 6 =12 Ом.
7. Обмотка электродвигателя постоянного тока сде-лана из провода, сопротивление которого равно 2 Ом. По обмотке работающего двигателя, включенного в сеть, течет ток. Какую мощность потребляет двигатель, если известно, что напряжение в сети равно 110 В, сила то-ка равна 10 А? Каков КПД двигателя? |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
17 ВАРИАНТ.
1. Через электрическую лампочку |
|
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
18 ВАРИАНТ.
2. Вариант 2
1. 2. Вариант 3
1. 2. Вариант 4
1. 2. Электрический чайник потребляет ток 3 А при напря-жении 220 В. Чему равно сопротивление чайника?
Вариант 5
1. За какое время пройдет через поперечное сечение про-водника заряд, равный 10 Кл, при силе тока 0,2 А?
2. Определите напряжение, которое нужно создать на концах проводника сопротивлением 20 Ом, чтобы в нем возникла сила тока 0,5 А.
СР-2. Сопротивление проводника
Вариант 1
1. 2. Вариант 2
1. 2. Температурный коэффициент сопротивления для неко-торого сплава равен 10~ 3 К 1 . Сопротивление резистора из этого сплава при 273 К равно 100 Ом. На сколько увели-чится сопротивление резистора при нагревании до 283 К?
Вариант 3
1. 2. Сопротивление платиновой проволоки при темпера-туре 20 °С равно 20 Ом, а при температуре 500 °С равно 59 Ом. Найдите значение температурного коэффициента сопротивления платины.
Вариант 4
1. Сопротивление медного провода сечением 2 мм 2 равно 1 Ом. Какова длина этого провода?
2. Алюминиевая проволока при 0 °С имеет сопротивле-ние 4,25 Ом. Каково будет сопротивление этой проволоки при 200 °С? Температурный коэффициент сопротивления алюминия 4 10 3 К" 1 .
Вариант 5
1. Определите сопротивление алюминиевого провода длиной 1,8 км и сечением 10 мм 2 .
Г> 7
6. 7. 8. Определите общее сопротивление цепи (рис. 19), если сопротивления резисторов Rl -R 6 имеют соответ-ственно следующие значения: R } =0,5 Ом, R 2 = l ,5 Ом, R 3 = R 4 = R 6 =\ Ом, Д 5 = 2/3 Ом.
Рис. 19
1. 2. 3. 4. Какова сила тока в проводнике R (рис. 22), если ЭДС источника тока равна 3 В, его внутреннее сопро-тивление равно 1 Ом, сопротивления /?, = R 1 = 1,75 Ом, R y = 2 Ом, Я 4 = 6 Ом?
8. Найдите общее сопротивление электрической цепи, изображенной на рисунке 25, если сопротивление каж-дого резистора равно 1 Ом.
9. Источник тока питает внешнюю цепь (рис. 26). При силе тока 2 А во внешней цепи выделяется мощность 24 Вт, а при силе тока 5 А выделяется мощность 30 Вт. Определите силу тока при коротком замыкании источни-ка тока.
1. На рисунке 27 изображена схема электрической це-пи. Определите сопротивление проводника R 2 и падение напряжения на нем, если ЭДС источника тока равна 60 В, его внутреннее сопротивление равно 2 Ом, сила тока в цепи равна 2 А, сопротивление Я, =20 Ом.
2. Шесть лампочек соединены так, как показано на схеме, изображенной на рисунке 28. Определите общее сопротивление электрической цепи, если сопротивления лампочек Л1, Л2, ЛЗ, Л4, Л5, Л6 (см. рис. 28) соответ-ственно равны 10 Ом, 20 Ом, 30 Ом, 15 Ом, 35 Ом и 50 Ом.
3. Чему равно напряжение на концах проводника, име-ющего сопротивление 20 Ом, если за время, равное 10 мин, через него протекает электрический заряд 200 Кл?
4. Что покажут амперметры и вольтметр (рис. 29) при положениях переключателя /, 2, 3, если ЭДС источника тока равна 6 В, его внутреннее сопротивление равно 1,2 Ом, сопротивление резистора R 1 равно 8 Ом, резис-тора R 2 равно 4,8 Ом?
5. Чему равно общее сопротивление электрической це-пи (рис. 30), если сопротивления резисторов Rl -R 7 рав-ны соответственно следующим значениям: #, = 18 Ом, #,= 12 Ом, R 3 = 23 Ом, /? 4 =7 Ом, # 5 = 60 Ом, # 6 = 60 Ом, # 7 =30 Ом?
7. К источнику с ЭДС, равной 18 В, и внутренним сопротивлением 0,2 Ом подключены три одинаковых про-водника, сопротивление каждого из которых равно 4,5 Ом, соединенные по схеме, показанной на рисун-ке 31. Определите силу тока, который протекает через каждое сопротивление. (Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.)
8. Рассчитайте общее сопротивление электрической це-пи, изображенной на рисунке 32, если R = 2 Ом.
9. 1. К источнику тока с ЭДС, равной 4,5 В, и внут-ренним сопротивлением 1,5 Ом присоединена цепь, со-стоящая из двух проводников, сопротивление каждого из которых равно 10 Ом, соединенных между собой парал-лельно, и третьего проводника сопротивлением 2,5 Ом, подсоединенного последовательно к двум первым. Чему равна сила тока в неразветвленной части цепи?
2. Найдите общее сопротивление электрической цепи (рис. 33), если сопротивления резисторов Rl -R 6 равны соответственно следующим значениям: Д, = 1 Ом, R ^ = 2 Ом, Д 3 = 4 Ом, R 4 = l Ом, Я 5 = 2 Ом, Й 6 =1 Ом.
3. Количество теплоты, выделяемое за 54 мин про-водником с током, равно 20 кДж. Определите силу тока в проводнике, если его сопротивление равно 10 Ом.
4. Рассчитайте силу тока в цепи и в проводнике R 3 (рис. 34), если батарея состоит из трех параллельно со-единенных элементов. Внутреннее сопротивление каждо-го элемента равно 0,6 Ом, ЭДС каждого элемента рав-на 1,44 В, Д,=Д,= 1,2 Ом, R 3 =2 Ом, R 4 =3 Ом.
5. Определите общее сопротивление электрической це-пи (рис. 35), если сопротивления резисторов Rl - R 7 равны соответственно следующим значениям: /?, = 10 Ом, Л,= 10 Ом, /?,= Ю Ом, Д 4 = 30 Ом, Д 5 =15 Ом, Я 6 =15 Ом, «7 = 45 Ом.
6. Вольтметр, рассчитанный на измерение напряже-ния до 30 В, имеет внутреннее сопротивление 3 кОм. Какое дополнительное сопротивление нужно присоеди-нить к вольтметру, чтобы им можно было измерять на-пряжение до 300 В?
7. Каковы показания амперметра и вольтметра, вклю-ченных в схему рисунка 36, если ЭДС источника равна 7,5 В, внутреннее сопротивление источника равно 0,5 Ом, сопротивления резисторов Rl - R 4 равны соответственно следующим значениям: Л, = 1,8 Ом, Л 2 = 2 Ом, Д 3 =3 Ом, Л 4 =6 Ом? Найдите силу тока и напряжения для каждо-го из резисторов.
8. Чему равно общее сопротивление электрической це-пи на участке АВ, показанной на рисунке 37, если со-противление каждого звена равно 5 Ом?ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 9 ВАРИАНТ . I Определите мощность тока в электрической лампе, включенной в сеть напряжением...
Вариант 1 тс-6 сила тока напряжение сопротивление закон ома для участка цепи 1 электрическим током называется
ДокументВариант 1 ТС-6.Сила тока . Напряжение. Сопротивление. Закон Ома для участка цепи 1. Электрическим током называется... A). движение... . ВАРИАНТ 2 Тест 6. Сила тока . Напряжение. Сопротивление. Закон Ома для участка цепи. 1. Электрический ток в металлах...
Электрический ток Обобщение раздела физики за 8 10 и 11 классы Необходимое оборудование и программное обеспечение
ДокументКартину по теме «Электрический ток» . Методические рекомендации. Изучение темы электрический ток имеет большое мировоззренческое... урока. Возможные варианты : составление справочного материала по теме «Переменный электрический ток» ; совместное решение...
За направление электрического тока принимают направление движения под действием электрического поля А
ДокументВариант 1. За направление электрического тока принимают направление движения под действием электрического поля.... А. электронов; Б. ... МДж/кг. Вариант 1. За направление электрического тока направление движения под действием электрического поля.... А. ...
1 При перемещении магнита в катушке постоянного магнита в ней возникает электрический ток Это явление называется
ДокументТрансформатора; д) повышение мощности трансформатора. Вариант 2 (ЭМ индукция, ЭМ колебания, ... ... а) электромагнитной индукцией; б) электромагнитными колебаниями; в) электрическим током ; г) самоиндукцией; д) электромагнитным потоком. 12. Уравнение...
1.9. Нелинейные электрические цепи постоянного тока.
1.9.1. Нелинейные элементы электрических цепей, их вольтамперные характеристики и сопротивления.
Нелинейным элементом электрической цепи считается элемент, значения параметров которого зависят от значения тока данного элемента или напряжения на его выводах.
К нелинейным элементам электрических цепей относятся разнообразные полупроводниковые приборы, устройства, содержащие намагничивающие обмотки с ферромагнитными магнитопроводами (при переменном токе), лампы накаливания, электрическая дуга и др.
Нелинейные элементы дают возможность решать многие технические задачи, так, с помощью нелинейных элементов можно осуществить преобразование переменного тока в постоянный, усиление электрических сигналов, генерирование электрических сигналов различной формы, стабилизацию тока и напряжения, изменение формы сигнала и т.д. Нелинейные элементы широко используются в радиотехнических устройствах, в устройствах промышленной электроники, автоматики, измерительной и вычислительной техники.
Важнейшей характеристикой нелинейных элементов является вольт-амперная характеристика (в.а.х.), представляющая собой зависимость между током нелинейного элемента и напряжением на его выводах.
ВАХ нелинейных элементов весьма разнообразны и для некоторых из них представлены на рис. 1.29.а...д.
Там же приведены условные графические обозначения соответствующих элементов. Условное обозначение любого нелинейного резистивного элемента показано на рисунке 1.30.а. Имея в.а.х. нелинейного элемента, можно определить его сопротивления при любых значениях тока или напряжения. Различают два вида сопротивлений нелинейных элементов : статическое и дифференциальное.
Статическое сопротивление дает представление о соотношении конечных значений напряжения и тока нелинейного элемента и определяется в соответствии с законом Ома. Например, для точки А в.а.х. (рис. 1.29.а) статическое сопротивление
где mu иmi -масштабные коэффициенты напряжения и тока.
Дифференциальное сопротивление позволяет судить о соотношении приращений напряжения и тока и определяется следующим образом:
(1.49)
К нелинейным электрическим цепям то есть к цепям, содержащим нелинейные элементы, применимы основные законы электрических цепей : законы Ома и законы Кирхгофа, которые записываются для мгновенных значений токов и напряжений . Для расчета нелинейных электрических цепей применяется в большинстве случаев графоаналитический метод. Кроме того используется метод кусочно - линейной аппроксимации, когда в предлагаемом диапазоне изменения тока или напряжения нелинейного элемента его в.а.х. можно заменить прямой линией. При этом расчет можно производить и аналитическим методом. Следует отметить, что к той части электрической цепи, которая содержит только линейные элементы, применимы все методы расчета и преобразования электрических цепей, рассмотренные ранее.
1.9.2. Графоаналитический метод расчета нелинейных электрических цепей.
Предположим, что имеется электрическая цепь, схема которой приведена на рис.1.30,а. В этой цепи нелинейный резистивный элемент r соединен с активным линейным двухполюсником A , который может быть любой сложности.
Расчет данной электрической цепи следует начать с замены активного двухполюсника эквивалентным генератором с параметрами E экв = Ux и r 0экв (рис.1.30,б) согласно методу эквивалентного генератора. Для дальнейшего расчета целесообразно воспользоваться методом графического решения двух уравнений с двумя неизвестными. Одним из уравнений следует считать зависимость I(U) нелинейного элемента, которой соответствует его в.а.х., приведенная на рис. 1.30в. Другое уравнение, связывающее тот же ток I и то же напряжение U , нетрудно получить по второму закону Кирхгофа. Применив его к цепи с эквивалентным генератором (рис. 1.30б), получим:
Поскольку зависимость I = f (U ) линейная, график I = f (U ) может быть построен по двум точкам (рис. 1.30,в). Например, в режиме холостого хода эквивалентного генератора I = 0 и U = Ux = E экв , в режиме короткого замыкания U = 0 , I = I k = E экв /r 0экв .
Очевидно, искомые ток I и напряжение U определяются точкой Б пересечения в.а.х. I (U ) нелинейного элемента и графика I = f (U ) эквивалентного генератора.
Если к двухполюснику будут подключены два нелинейных элемента r 1 и r 2 , соединенные последовательно (рис.1.31а), то перед расчетом согласно методике, изложенной выше, необходимо заменить их эквивалентным нелинейным элементом r э (рис.1.31б) с эквивалентной в.а.х. I (U ) (рис. 1.31в). Построение эквивалентной в.а.х. I (U ) производится на основании следующего соображения: при любом значении тока I напряжение U равно сумме напряжений U 1 и U 2 нелинейных элементов (рис. 1.31а), то есть
(1.50)
Задавшись несколькими значениями тока I по в.а.х. I (U 1 ) и I (U 2 ) нелинейных элементов r 1 и r 2 , находят соответствующие напряжения U 1 и U 2 , после чего согласно выражению (1.50) определяют напряжение U и строят в.а.х. I (U ) . На рис. 1.31,в показано в качестве примера определение при токе I напряжение U одной из точек (А) в.а.х. I (U ) .
Когда двухполюсник представляет собой источник с заданным напряжением, после построения I (U ) можно при любом напряжении U найти ток I , а затем с помощью в.а.х. I (U 1 ) и I (U 2 ) напряжения U 1 и U 2 .
При параллельном соединении двух нелинейных элементов (рис. 1.32) для определения в.а.х. I (U ) эквивалентного нелинейного элемента r э (рис. 1.33) необходимо воспользоваться тем, что при любом напряжении U токи связаны соотношением:
Задавшись несколькими значениями напряжения U , по в.а.х. I 1 (U ) и I 2 (U ) (рис. 1.31 б) нелинейных элементов r 1 и r 2 находят соответствующие токи I 1 и I 2 , после чего согласно (1.51) определяют ток I и строят в.а.х. I (U ).
При смешанном соединении нелинейных элементов следует сначала построить в.а.х. участка с параллельным соединением элементов. После этого строят в.а.х. всей цепи . Имея в распоряжении все в.а.х., нетрудно определить токи и напряжения всех элементов цепи.
Определить плотность тока, если известно, что за время t = 10 секунд через поперечное сечение проводника прошло q = 100 Кулон электричества. Площадь поперечного сечения проводника S = 5 мм 2 .
Два одинаковых сопротивления по R 1 =100 Ом, соединенных параллельно, и соединенное последовательно с ними сопротивление R 2 =200 Ом подключены к источнику постоянного тока. К концам параллельно соединенных сопротивлений подключен конденсатор емкостью C=10 мкФ. Определить ЭДС источника, если заряд на конденсаторе q=2,2 . 10 -4 Кл. Внутренним сопротивлением источника и сопротивлением проводов пренебречь.
Какой ток пойдет по подводящим проводам при коротком замыкании, если на двух плитках с сопротивлениями R 1 =200 Ом и R 2 =500 Ом, выделяется при поочередном включении одинаковая мощность P=200 Вт?
Вариант 2
Сопротивление одного метра медной проволоки диаметром D = 0,1 мм равно 2,23 Ом. Каково удельное сопротивление меди?
Гальванический элемент дает на внешнее сопротивление R 1 =4 Ом ток I 1 =0,2 А. Если же внешнее сопротивление R 2 =7 Ом, то элемент дает ток I 2 =0,14 А. Какой ток он даст, если его замкнуть накоротко?
Участок цепи, состоящая из двух параллельно включенных сопротивлений R 1 =6 Ом и R 2 =12 Оми включенного последовательно к ним сопротивления R 3 =15 Ом, подключена к зажимам генератора, ЭДС которого έ=200 В, а внутреннее сопротивление r=1 Ом. Вычислить мощность P 1 , выделяющуюся на сопротивлении R 1 . Сопротивлением подводящих проводов пренебречь.
Вариант 3
Определить сопротивление медной проволоки, масса которой m = 1 кг, а площадь поперечного сечения S = 0,1 мм 2 . Плотность меди 0 = 8900 кг/м 3 , ее удельное сопротивление = 1,75 . 10 -8 Ом. м.
Определить ЭДС батареи, если известно, что при увеличении сопротивления нагрузки, подключенной к батарее, в n раз напряжение на нагрузке увеличивается от U 1 до U 2 .
Железная и медная проволоки одинаковых длин и сечений соединены параллельно и включены в сеть. Найти отношение количеств теплоты, выделившихся в каждой проволоке. Удельные сопротивления железа и меди равны 1 =0,12 мкОм. м и 2 =0,017 мкОм. м.
Вариант 4
Определить падение напряжения на проводнике сопротивлением R = 10 Ом, если известно, что за время t = 5 мин по проводнику прошел заряд q = 120 Кулон.
Определить внутреннее сопротивление аккумулятора, если известно, что при замыкании его на внешнее сопротивление R 1 =1 Ом напряжение на зажимах аккумулятора U 1 =2 В, а при замыкании на сопротивление R 2 =2 Ом напряжение на зажимах U 2 =2,4 В. Сопротивлением проводящих проводов пренебречь.
Найти мощность N электронагревателя кастрюли, если в ней за время =20 мин можно вскипятить объем воды V=2 л (плотность воды 1000 кг/м 3). КПД электронагревателя =70%. Удельная теплоемкость воды c=4,2 кДж/(кг. К), начальная температура воды t 1 =20 0 С.
Вариант 5
В электрическую сеть включены последовательно плитка, реостат и амперметр, сопротивление которых R 1 = 50 Ом, R 2 = 30 Ом и R 3 = 0,1 Ом соответственно. Определить падение напряжения на плитке, реостате и амперметре по отдельности, если ток в цепи I = 4 А.
Машина постоянного тока с ЭДС 130 В должна питать осветительную сеть, состоящую из параллельно включенных десяти ламп сопротивлением 200 Ом, пяти ламп по 100 Ом и десяти ламп по 150 Ом. Найти ток нагрузки и напряжение на зажимах машины, если ее внутреннее сопротивление 0,5 Ом. Сопротивлением проводов пренебречь.
К источнику с внутренним сопротивлением r подключено сопротивление R=r. Затем подключено второе такое же сопротивление: а) последовательно, б) параллельно. Во сколько раз изменится тепловая мощность, выделяющаяся в сопротивлении R, после подключения второго сопротивления в обоих случаях.
