Scan Pic0054

Z pierwszego z tych równań obliczamy natężenie prądu I\

i wstawiając do drugiego równania otrzymujemy:

stąd

4 V.

U = -

1 +

Rozwiązanie zadnia 3.33 Prawidłowa odpowiedź: B.

W naładowanym kondensatorze zgromadzona jest energia równa (patrz [3], str. 184)

E = —QU =—CU².

2 2

Wstawiając dane liczbowe mamy:

E = —-5‘10"⁶ F-16-10⁴ V* = 0,4 J.

2

Połączenie okładek przewodnikiem powoduje przepływ prądu elektrycznego, co prowadzi do rozładowania kondensatora. Przyrost energii wewnętrznej przewodnika (tzw. ciepło Joule'a) jest równy straconej przez kondensator energii, czyli 0,4 J.

Rozwiązanie zadnia 3.34 Prawidłowa odpowiedź: C.

Jeśli zamkniemy wyłącznik W, kondensator naładuje się do różnicy potencjałów 6 V. Zgodnie z definicją pojemności zgromadzi się na nim ładunek Q równy Q = CU = 6-10^-4 C. Energia tego naładowanego kondensatora wynosi

6 V

lii

r-ćzy-

lii

E = -|QU = 18 10-⁴ J.

Po otwarciu wyłącznika naładowany kondensator staje się źródłem prądu w zamkniętym obwodzie przedstawionym obok. Na jednakowych oporach wydziela się jednakowa energia po 0,5 E = 9-10'⁴ J na każdym.

Rozwiązanie zadnia 3.35 Prawidłowa odpowiedź: B.

Zależność mocy P od napięcia U, P(U), dla danego odbiornika wyraża wzór

w którym R jest oporem odbiornika.

Wiadomo, że opór elektryczny R przewodnika zależy od oporu właściwego p materiału, z którego jest wykonany, jego długości l oraz pola przekroju poprzecznego S:

*-4

Opór R zależy również od temperatury, ponieważ zależy od niej opór właściwy p:

P = Po(.^{1 + aAt})'

gdzie po jest oporem właściwym w temperaturze 0°C, a a to tempe-

1

raturowy współczynnik oporu, a = ^ _o .

Jeżeli żarówka jest przystosowana do pracy przy napięciu U = 220 V to znaczy, że przy takim napięciu jej moc wynosi P = 100 W. Jest to tzw. moc znamionowa. Opór żarówki w tych warunkach wynosi

R =

JE

P

(220 V) ² 100 W

= 484 Cl.

Jeśli tę żarówkę podłączymy do bateryjki 5 V, to popłynie przez nią prąd o małym natężeniu. Temperatura włókna będzie niższa od temperatury przy napięciu 220 V. Zgodnie z podaną wyżej zależnością, w tych warunkach opór żarówki będzie mniejszy, niż 484 Q.

Rozwiązanie zadnia 3.36

Prawidłowa odpowiedź: B.

Stały opór R obwodów radioodbiornika obliczymy ze znajomości mocy znamionowej i napięcia, pod którym ta moc jest osiągana.

U²

R = — = 288 Cl.

P

Gdyby ten radioodbiornik włączyć do sieci o napięciu 220 V, to na skutek przepływu prądu o zbyt dużym natężeniu uległby on zniszczeniu.

- 107 -