Сборник задач по физике с примерами решений. Молекулярная физика и термодинамика. Электромагнетизм. Александров В.Н - 99 стр.

UptoLike

98
Решение
Так как конденсатор и катушка включены последовательно, то ток,
протекающий через все элементы цепи, будет один и тот же.
Действующее значение силы тока определим по закону Ома (11.18):
2
2
1
C
LR
u
Z
u
i
эффэфф
эфф
.
.17,1
10505028,6
1
2,05028,616
110
2
6
Аi
эфф
Резонансную частоту найдем по формуле (11.3):
.5050
10502,014,32
1
2
1
1
6
Гцc
LC
f
рез
Так как при резонансе реактивные сопротивления катушки и конден-
сатора равны:
LC
RR
,то полное сопротивление цепи
RZ
.
Тогда для действующего значения силы тока при резонансе получим:
A
R
u
i
эфф
рез
эфф
5,27
4
110
.
Действующие значения напряжений на катушке и конденсаторе най-
дем по формулам:
.17272,05014,325,27 ВLiRiuu
рез
эффL
рез
эфф
рез
C
рез
L
Ответ: i
эфф
=1,17А; f
рез
=50Гц; i
рез
=27,5А; (u
L
)
рез
=(uС)рез=1,73·10
3
В.
11.25. В сеть с напряжением 120В включены последовательно катушка индук-
тивности с активным сопротивлением R=10 Ом и конденсатор. При час-
тоте f=50Гц индуктивное сопротивление R
L
=2 Ом, емкостное R
С
=500 Ом.
Определите ток в цепи и напряжение на ее участках при резонансе, кото-
рый получат, изменяя частоту. (Ответ: 12А; u
С
=380В; u
L
=170В).
11.26. В сеть с напряжением 220 В включены последовательно катушка индуктив-
ностью L=160мГн и активным сопротивлением R=2 Ом, и конденсатор емко-
стью С=64мкФ. Определите ток в цепи, если частота тока f=200 Гц. При ка-
кой частоте наступит резонанс напряжений, и каковы будут при этом ток и
напряжение на катушке и конденсаторе? твет:1,1;50Гц;11; 5,5·10
3
В).
11.27. В цепь переменного тока частотой f=50 Гц включены параллельно со-
единенные конденсатор и катушка индуктивностью L=1 Гн. Определите
емкость С конденсатора, если сила тока во внешней (неразветвленной)
цепи равна нулю. (Ответ: 10 мкФ).
                                          Решение
         Так как конденсатор и катушка включены последовательно, то ток,
     протекающий через все элементы цепи, будет один и тот же.
         Действующее значение силы тока определим по закону Ома (11.18):
                                uэфф               uэфф
                       iэфф                                        .
                                  Z                         1 
                                                                  2
                                            R 2   L         
                                                          C 
                                              110
                iэфф                                                          1,17 А.
                                                                            2
                                                            1            
                       16   6,28  50  0,2                           
                                                                       6 
                                                6 , 28  50  50  10    
          Резонансную частоту найдем по формуле (11.3):
                            1              1
                  f рез                                   50c 1  50 Гц.
                          2 LC 2  3,14 0,2  50  10  6

          Так как при резонансе реактивные сопротивления катушки и конден-
     сатора равны: RC  RL ,то полное сопротивление цепи Z  R .
          Тогда для действующего значения силы тока при резонансе получим:
                                               uэфф 110
                                   iэфф рез                 27,5 A .
                                                 R        4
          Действующие значения напряжений на катушке и конденсаторе най-
     дем по формулам:
       uL  рез  uC  рез  iэфф рез  RL  iэфф рез  L  27,5  2  3,14  50  0,2  1727В.
          Ответ: iэфф=1,17А; fрез =50Гц; iрез=27,5А; (uL)рез=(uС)рез=1,73·103В.
11.25. В сеть с напряжением 120В включены последовательно катушка индук-
      тивности с активным сопротивлением R=10 Ом и конденсатор. При час-
      тоте f=50Гц индуктивное сопротивление RL=2 Ом, емкостное RС=500 Ом.
      Определите ток в цепи и напряжение на ее участках при резонансе, кото-
      рый получат, изменяя частоту. (Ответ: 12А; uС=380В; uL=170В).
11.26. В сеть с напряжением 220 В включены последовательно катушка индуктив-
      ностью L=160мГн и активным сопротивлением R=2 Ом, и конденсатор емко-
      стью С=64мкФ. Определите ток в цепи, если частота тока f=200 Гц. При ка-
      кой частоте наступит резонанс напряжений, и каковы будут при этом ток и
      напряжение на катушке и конденсаторе? (Ответ:1,18А;50Гц;110А; 5,5·103В).
11.27. В цепь переменного тока частотой f=50 Гц включены параллельно со-
      единенные конденсатор и катушка индуктивностью L=1 Гн. Определите
      емкость С конденсатора, если сила тока во внешней (неразветвленной)
      цепи равна нулю. (Ответ: 10 мкФ).



98