Электротехника Законы Ома и Кирхгофа Постоянный электрический ток Молекулярная физика Колебания Термодинамика

Три одинаковых графитовых кольца радиусом r = 1 м и диаметром d = 1 см имеют электрический контакт в точках A,B,C,D,F,E. Определить сопротивление фигуры при включении её в точках А и В

 Решение

  1. В силу одинаковости геометрических размеров и симметричности включения точки C,D,E,F при подключении к источнику напряжения будут иметь одинаковые потенциалы, т.е. jС = jD = jE = jF. Это значит, что через элементы кольца C,D,E,F ток течь не будет. Схему можно преобразовать к системе, состоящей из параллельно включенных полуколец: A,D,B; A,F,B; A,C,B; A,FB и A,E,B.

 2. Определим сопротивление одного полукольца с учётом того что удельное электрическое сопротивление графита r @ 1×10 - 5 Ом×м.

 . (1)

 3. Определим далее сопротивление четырёх параллельно включенных одинаковых колец

 . (2)

 2.2.10. Имеется воздушный конденсатор с плоскими пластинами площадью s =100 см2 и зазором между ними d = 2,5 см. Пространство между пластинами ионизируется рентгеновскими лучами, так что в секунду образуется N = 1010 пар ионов. На пластины конденсатора подаётся постоянное напряжение U0 = 2 кВ. В измерительную схему включены сопротивления R1 = R2 = 1010 Ом. Ток, какой силы потечёт через измерительный прибор, включенный в цепь источника питания?

 Решение

 1. Возникновение носителей заряда вследствие ионизации электрически нейтральных молекул воздуха вызовет электрический ток, сила которого будет пропорциональна величине заряда, их количеству и объёму конденсат

 , (1)

где е @ 1,6×10 - 19 Кл - заряд одного иона, N - число пар ионов образующихся в одну секунду в единице объёма конденсатора.

 2. Выразим напряжение источника U0 в виде суммы падений напряжений на сопротивлениях

 . (2)

 3. Сила тока через сопротивление R1 должна быть равна сумме сил токов через сопротивление R2 и конденсатор, т.е.

  . (3)

 4. Образуем систему уравнений

  . (4)

Сила тока через микроамперметр будет равна силе тока через сопротивление R1, поэтому выразим из первого уравнения системы (4) силу тока IR2 и подставим во второе уравнение

  (5)

 , (6)

 , (7)

 .  (8)

Закон Ома для полной цепи

  2.3.1. Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R1 вдвое больше сопротивления R2. Внутреннее сопротивление источника тока r = 0,1 R1. Определить, во сколько раз изменятся показания амперметра и напряжение на клеммах источника при замыкании ключа К?

 Решение

 1. При разомкнутом ключе К закон Ома для полной цепи записывается следующим образом

 . (1)

 2. При замыкании ключа сопротивление нагрузки изменится

 . (2)

 3. Закон Ома в этом случае примет вид

 . (3)

 4. Отношение токов определится как

  . (4)

 5. Падение напряжения на клеммах источника при разомкнутом ключе

 . (5)

 6. Падение напряжения после замыкания ключа

 . (6)

 7. Отношение напряжений на клеммах источника

 . (7)


Физика примеры решения задач