УПРАЖНЕНИЯ 1. К концам медного проводника длиной 300 м приложено напряжение 36 B. Определите среднюю скорость упорядоченного движения электронов в проводнике, если концентрация…
УПРАЖНЕНИЯ 1. К концам медного проводника длиной 300 м приложено напряжение 36 B. Определите среднюю скорость упорядоченного движения электронов в проводнике, если концентрация электронов проводимости в меди 8,5 • 1028 м3, а удельное сопротивление 1,7 • 10-8 Ом • м. 2. Сопротивление каждого из проводников, соединённых в квадрат, и проводников, образующих диагонали квадрата, равно г. Определите эквивалентное сопротивление при подключении источника тока: 1) к соседним вершинам; 2) к вершинам, лежащим на одной диагонали. В точке пересечения диагоналей контакта нет. 3. Определить значение тока и напряжения на каждом резисторе, полное сопротивление, полную силу тока и полное напряжение участка. 2Ом I = 1 A 1 Ом R1 = R3 = R6 = 2 Ом; R2 = R4 = 1 Ом; R5 = 4 Ом; I = 1A. 4 Ом 2 Ом Найти: 11,12,13,14,15,16-? 2 Ом 1 Ом U1,U2,U3,U4,U5,U6-? Іобщ,Uобщ, Rобщ-?
Для решения предоставленных задач необходимо воспользоваться формулами из области электричества и теорией электрических цепей.
Упражнение 1
Задача: Определите среднюю скорость упорядоченного движения электронов в проводнике.
Дано:
- Длина проводника \( L = 300 \, \text{м} \)
- Напряжение \( V = 36 \, \text{В} \)
- Концентрация электронов \( n = 8,5 \times 10^{28} \, \text{м}^{-3} \)
- Удельное сопротивление \( \rho = 1,7 \times 10^{-8} \, \Omega \cdot \text{м} \)
Решение:
Сначала найдем сопротивление проводника по формуле: \[ R = \rho \frac{L}{S} \] где \( S \) — поперечное сечение, которого нет в условии. Однако, чтобы найти среднюю скорость, можно использовать другую формулу.
Используйте закон Ома: \[ I = \frac{V}{R} \]
Связь между силой тока \( I \), скоростью дрейфа \( v_d \), концентрацией зарядов \( n \) и элементарным зарядом \( e \): \[ I = n \cdot A \cdot e \cdot v_d \] где \( A \) — поперечное сечение проводника.
Зная, что \( e \approx 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \), можно дополнительно выразить \( v_d \): \[ v_d = \frac{I}{n \cdot A \cdot e} \]
Сначала найдем \( I \) через \( R \). При недостатке данных о поперечном сечении рассмотреть численное значение невозможно.
Упражнение 2
Задача: Определите эквивалентное сопротивление при подключении источника тока:
Дано: Сопротивление каждого проводника равно \( r \).
1) К соседним вершинам
При подключении к соседним вершинам следует найти эквивалентное сопротивление двух резисторов, соединённых по параллельной схеме, поскольку два резистора соединены параллельно:
\[ R_{\text{экв}} = \frac{r \parallel r}{2} = \frac{r}{2} \]
2) К вершинам, лежащим на одной диагонали
Когда источник подключен к вершинам, лежащим на одной диагонали, необходимо взять в расчет диагональные резисторы и параллельное соединение ряд резисторов: \[ R_{\text{экв}} = \frac{r}{2} + r = \frac{3r}{2} \]
Упражнение 3
Задача: Определить значение тока и напряжения на каждом резисторе, полное сопротивление и общую силу тока.
Дано:
- \( R_1 = R_3 = R_6 = 2 \, \Omega \)
- \( R_2 = R_4 = 1 \, \Omega \)
- \( R_5 = 4 \, \Omega \)
- Общая сила тока \( I = 1 \, A \)
1. Полное сопротивление:
Исходя из конфигурации соединений резисторов (последовательно или параллельно), нужно использовать соответствующие формулы.
2. Напряжение на каждом резисторе:
Используйте закон Ома: \[ U = I \cdot R \]
