Методические указания к решению задач по курсу физики (раздел "Электродинамика"). Тимошенко Ю.К - 20 стр.

UptoLike

20
уравнение , используя второй закон Кирхгофа. Направление обхода в контурах
выбирается произвольно . В результате для определения контурных токов
получается система уравнений, порядок которой равен количеству контуров в
цепи . Связь токов, протекающих через сопротивление цепи , с контурными токами
очевидна (см. задачу 3.4).
Задачи
3.1 В неоднородной проводящей среде с проводимостью σ = σ(x, y, z) и
диэлектрической проницаемостью ε = ε(x, y, z) поддерживается стационарное
распределение токов j = j(x, y, z).
Найти объемное распределение зарядов в этой среде .
Ответ: ρ
πσ
σεεσ=−
1
4
2
()gradgrad .
3.2 Источник тока питает внешнюю цепь . При силе тока 2А во внешней цепи
выделяется мощность 24 Вт, а при силе тока 5А мощность 30 Вт.
Определить силу тока короткого
замыкания источника . Какая максимальная
мощность может выделяться во внешней
цепи ? Примечание : при сопротивлении
внешней цепи R = 0 по ней течет ток
короткого замыкания.
Ответ: I
0
= 8A, P
max
= 32 Вт.
3.3 Известны э.д.с. ε
1
, ε
2
, ε
3
и их внутренние сопротивления r
1
, r
2
, r
3
. Найти
падение напряжения на сопротивлении r
1
.
Ответ:
U
rrr
r
1
123
123
1
=
+
+
++
ε
ε
ε
.
3.4 В цепи , изображенной на рисунке , считаются известными: э.д.с. ε
1
=6 В и ε
2
=2
В, сопротивления R
1
= 2 Ом, R
2
= 4 Ом и R
3
= 5 Ом.
Определить силу тока каждой ветви .
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
                                                           20
         ур а вне ни е , и спо льзуя вто р о й за ко н Ки р хго ф а . На пр а вле ни е о б хо да в ко нтур а х
         вы б и р а е тся пр о и зво льно . В р е зульта те для о пр е де ле ни я ко нтур ны х то ко в
         по луч а е тся си сте ма ур а вне ни й, по р ядо к ко то р о й р а ве н ко ли ч е ству ко нтур о в в
         це пи . С вязь то ко в, пр о те ка ющ и х ч е р е з со пр о ти вле ни е це пи , с ко нтур ны ми то ка ми
         о ч е ви дна (см. за да ч у 3.4).
                                                           Задачи
         3.1 В не о дно р о дно й пр о во дящ е й ср е де с пр о во ди мо стью σ = σ(x, y, z) и
         ди эле ктр и ч е ско й пр о ни ца е мо стью ε = ε(x, y, z) по дде р ж и ва е тся ста ци о на р но е
         р а спр е де ле ни е то ко в j = j(x, y, z).
                На йти о б ъ е мно е р а спр е де ле ни е за р ядо в в это й ср е де .
                                1
              О тве т: ρ =              ( σ grad ε − ε grad σ) .
                             4πσ
                                    2


         3.2 И сто ч ни к то ка пи та е т вне ш нюю це пь. П р и си ле то ка 2А во вне ш не й це пи
         вы де ляе тся мо щ но сть 24 Вт, а пр и си ле то ка 5А – мо щ но сть 30 Вт.
                                                           О пр е де ли ть си лу то ка ко р о тко го
                                                   за мы ка ни я и сто ч ни ка . Ка ка я ма кси ма льна я
                                                   мо щ но сть мо ж е т вы де ляться во вне ш не й
                                                   це пи ? П р и ме ч а ни е : пр и со пр о ти вле ни и
                                                   вне ш не й це пи R = 0 по не й те ч е т то к
                                                   ко р о тко го за мы ка ни я.
                                                      О тве т: I0 = 8A, Pmax= 32 Вт.

         3.3 И зве стны э.д.с. ε1 , ε2 , ε3 и и х внутр е нни е со пр о ти вле ни я r1 , r2 , r3 . На йти
         па де ни е на пр яж е ни я на со пр о ти вле ни и r1 .
                                ε1 + ε 2 + ε 3
              О тве т: U1 =                    r1 .
                                 r1 + r2 + r3

         3.4 В це пи , и зо б р а ж е нно й на р и сунке , сч и та ются и зве стны ми : э.д.с. ε1 = 6 В и ε2 = 2
         В, со пр о ти вле ни я R1 = 2 О м, R2 = 4 О м и R3 = 5 О м.




              О пр е де ли ть си лу то ка ка ж до й ве тви .




PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com