Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 704 RSS
←   Апрель 2020   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 14-07-2005

Автор
Калашников О.А.

Статистика

704 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

RFpro.ru: Консультации по физике


РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты в разделе

Михаил Александров
Статус: Академик
Рейтинг: 1111
∙ повысить рейтинг » 		Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 975
∙ повысить рейтинг » 		CradleA
Статус: Профессор
Рейтинг: 559
∙ повысить рейтинг »

∙ Физика

Номер выпуска:2345
Дата выхода:08.04.2020, 12:15
Администратор рассылки:Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)
Подписчиков / экспертов:157 / 75
Вопросов / ответов:3 / 3

Консультация # 198123: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Четыре конденсатора образуют цепь, показанную на рисунке. Разность потенциалов на концах цепи равна 6 В, емкости конденсаторов С1, С2, С3, и С4 равны, соответственно, 1, 2 , 3 и 4 мкФ. Определить: 1) общую емкость цепи, 2) разность потенциалов на каждом конденсаторе, 3...
Консультация # 198124: Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: Батарея, состоит из трех одинаковых включенных последовательно источников тока с ЭДС = 2,2 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом каждый. Соединенная с ней внешняя электрическая цепь имеет сопротивление R = 48 Ом. Определить: 1) полезную мощность; 2) наибольшую мощность, которую мож...
Консультация # 198126: Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: Частица находится в одномерной прямоугольной "потенциальной яме" с бесконечно высокими "стенками". Ширина ямы - l. Состояние частицы описывается главным квантовым числом n. Определить: 1) вероятность нахождения частицы в области "ямы" l = x2-x1 ; 2) то...

Консультация # 198123:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:

Четыре конденсатора образуют цепь, показанную на рисунке. Разность потенциалов на концах цепи равна 6 В, емкости конденсаторов С1, С2, С3, и С4 равны, соответственно, 1, 2 , 3 и 4 мкФ. Определить: 1) общую емкость цепи, 2) разность потенциалов на каждом конденсаторе, 3) заряд на каждом конденсаторе, 4) энергию электрического поля каждого конденсатора и общую энергию системы

Дата отправки: 02.04.2020, 16:09
Вопрос задал: fm11 (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, fm11!
Дано: Напряжение на батарее UБ = 6 В, ёмкости C1 = 1 мкФ, C2 = 2 мкФ, C3 = 3 мкФ, C4 = 4 мкФ.
Вычислить общую ёмкость батареи CБ,
Напряжения, заряды и энергию электрич поля на каждом конденсаторе, общую энергию системы.

Решение : Конденсаторы C3 и C4 соединены параллельно, их общая ёмкость равна сумме ёмкостей:
C34 = C3 + C4 = 3 + 4 = 7 мкФ.
Конденсаторы C1, C2 и C34 соединены последовательно, общая ёмкость батареи всех конденсаторов вычисляется по формуле:
CБ = 1 / (1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C34) = 1 / (1 / 1 + 1 / 2 + 1 / 7) = 0,6087 мкФ (см учебно-методическую статью "Соединения конденсаторов. Энергия электрического поля конденсатора" Ссылка1 )

В Условии задачи не описано, как именно заряжали конденсаторы? Если заряжать каждый конденсатор отдельно, то задача имеет бескончное множество решений . Поэтому, будем полагать, будто данную батарею предварительно-НЕзаряженных конденсаторов подключили к Источнику напряжения UБ = 6 В. Тогда через конденсаторы C1 , C2 и C34 прошёл одинаковый ток и все 3 конденсатора получили одинаковый заряд
q = C1·U1 = C2·U2 = C34·U3 = CБ·UБ = 0,6087·6 = 3,6522 мкКл .

Таким образом, напряжение на конденсаторе C1 будет U1 = q / C1 = 3,6522 / 1 = 3,6522 В ,
U2 = q / C2 = 3,6522 / 2 = 1,8261 В , U3 = U4 = q / C34 = 3,6522 / 7 = 0,5217 В .
Заряды q3 = C3·U3 = 3·0,5217 = 1,5652 мкКл , q4 = C4·U3 = 4·0,5217 = 2,0870 мкКл .

Энергию электрич-го поля в конденсаторах вычисляем по формулам:
W1 = C1·U12 / 2 = 1·3,65222 / 2 = 6,67 мкДж,
W2 = C2·U22 / 2 = 2·1,82612 / 2 = 3,33 мкДж,
W3 = C3·U32 / 2 = 3·0,52172 / 2 = 0,41 мкДж,
W4 = C4·U32 / 2 = 4·0,52172 / 2 = 0,54 мкДж.
WБ = CБ·UБ2 / 2 = 0,6087·62 / 2 = 11,0 мкДж

Ответ: общая ёмкость батареи равна 0,61 мкФ,
Напряжения на конденсаторах C1, C2, C3 и C4 равны 3,7 , 1,8 , 0,5 и 0,5 Вольт соответственно,
Заряды на этих конденсаторах 3,7 , 3,7 , 1,6 и 2,1 мкКл соответственно,
Энергия электрического поля равна 6,7 , 3,3 , 0,4 и 0,5 мкДж соответственно,
Общая энергия системы = 11 мкДж.

Сделаем проверку: Сумма напряжений на конденсаторах должна равняться разности потенциалов UБ = 6 В на концах цепи:
U1 + U2 + U3 = 3,7 +1,8 + 0,5 = 6 В - верно!

Сумма зарядов, распределившихся на параллельных C3 и C4 должна равняться заряду q = 3,7 мкКл, прошедшему ч-з батарею:
q3 + q4 = 1,6 + 2,1 = 3,7 мкКл - верно!

Сумма энергий всех конденсаторов должна совпасть с Общая энергией системы WБ = 11 мкДж :
W1 + W2 + W3 + W4 = 6,7 + 3,3 + 0,4 + 0,5 = 10,9 - проверка успешна! Совпало с точностью 1% изза погрешности округления.

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 04.04.2020, 16:46

5
нет комментария
-----
Дата оценки: 05.04.2020, 10:27
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Консультация # 198124:

Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:

Батарея, состоит из трех одинаковых включенных последовательно источников тока с ЭДС = 2,2 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом каждый. Соединенная с ней внешняя электрическая цепь имеет сопротивление R = 48 Ом. Определить: 1) полезную мощность; 2) наибольшую мощность, которую можно получить во внешней цепи

Дата отправки: 02.04.2020, 16:17
Вопрос задал: fm11 (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, fm11!
Дано : Кол-во элементов батареи N=3, ЭДС каждого элемента E1 = 2,2 В,
внутреннее сопротивление каждого элемента r = 1 Ом, сопротивление нагрузки R = 48 Ом.
Вычислить полезную мощность Pп и максимальную мощность Pmax .

Решение : Все элементы электро-цепи соединены последовательно. Для расчёта такой простой цепи удобно все источники заменить на единый эквивалентный источник с ЭДС
E = E1·N = 2,2·3 = 6,6 Вольт
и внутренним сопротивлением Ri = r·N = 1·3 = 3 Ома .

Ток в этой цепи легко вычислить по закону Ома:
I = E / (Ri + R) = 6,6 / (3 + 48) = 6,6 / 51 = 0,1294 Ампер,
а полезную мощность в нагрузке Pп = I2·R = 0,12942·48 = 0,80 Вт .

Для повышения мощности в нагрузке (во внешней цепи) существует 2 варианта:
1)Увеличить мощность Источника энергии (увеличить его ЭДС и/или уменьшить его внутреннее сопротивление).
2)Снизить сопротивление нагрузки R до оп тимального значения, при котором в режиме согласования по мощности происходит максимальный отбор мощности из Источника в нагрузку.

Вероятно, разработчики задачи ожидают Ваш Ответ по 2му варианту, ибо по первому способу мощность Источника можно увеличивать неограниченно, пока нагрузка не повредится.

По второму варианту для обеспечения режима согласования по мощности надо задать оптимальное сопротивление нагрузки, равное внутреннему сопротивлению источника, то есть:
Ro = Ri = 3 Ома.
В таком режиме ток будет Im = E / (Ro + Ri) = 6,6 / (3+3) = 1,1 Ампер,
а мощность в нагрузке Pmax = Im2·Ro = 1,12·3 = 3,63 Вт .

Ответ : полезная мощность равна 0,80 Вт.
Наибольшая мощность, которую можно отобрать из данного Источника, равна 3,63 Вт .

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 03.04.2020, 13:47

5
нет комментария
-----
Дата оценки: 03.04.2020, 14:24
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Консультация # 198126:

Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:

Частица находится в одномерной прямоугольной "потенциальной яме" с бесконечно высокими "стенками". Ширина ямы - l. Состояние частицы описывается главным квантовым числом n. Определить: 1) вероятность нахождения частицы в области "ямы" l = x2-x1 ; 2) точки интервала [х1,х2], в которых плотность вероятности существования частицы максимальна и минимальна. n=2, x1=0,7 , x2=0,9 .

Дата отправки: 02.04.2020, 20:19
Вопрос задал: fm11 (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор):

Здравствуйте, fm11!

Плотность вероятности нахождения частицы к конкретной точке определяется величиной |ψ|2, где ψ - волновая функция, которая для частицы, находящейся в одномерной прямоугольной "потенциальной яме" шириной l в возбуждённом состоянии с главным квантовым числом n, имеет вид

Соответственно, вероятность нахождения частицы в интервале [x1, x2] будет равна


В данном случае для x1 = 0.7l, x2 = 0.9l и n = 2 имеем

Соответствующая функция плотности вероятности

имеет максимум, равный 2/l, при x = l/4, 3l/4 и минимум, равный 0, при x = 0, l/2, l. В интервал [0.7l, 0.9l] попадает точка максимума x = 3l/4, а на краях интервала плотность вероятности равна

и

то есть плотность вероятности минимальна при x = 0.9l.

Консультировал: Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)
Дата отправки: 07.04.2020, 19:16
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!
В избранное