Конспект лекции 17 В.И Чивилева Переходные процессы
план-конспект занятия по физике (11 класс)

                     Конспект лекции 17  В.И.Чивилёва

                              Переходные процессы

(конспекты создаются исключительно с целью облегчить коллегам изложение данного материала на занятиях с учащимися. Форма выбрана такой для удобства создания собственных презентаций учителей. Материал есть, а стиль презентации за Вами)

 Задача 1 Катушка индуктивностью L, резистор R, источник с ЭДС.   и ключ   соединены по схеме, изображенной на рисунке. Ключ замыкают. Найти скорость изменения тока в цепи сразу после замыкания. Найти скорость изменения тока в цепи в момент, когда ток достигнет значения в 1/3 Im.  Построить график  I=I(t).        

При t=0 I = 0       

При t= I = Im = I уст = const  

При t, когда I = 1/3Im    

                       α  β

Задача 2

Катушка индуктивностью L, резисторы R1,  R2, источник с ЭДС.   конденсатор С и ключ   соединены по схеме, изображенной на рисунке. Ключ замыкают. Найти все  токи в цепи сразу после замыкания. Найти все токи в цепи и напряжение на конденсаторе установившемся режиме.      

t=0    IR2= IL =0    IR1= Ic =   

                         t=     Ic =0    IR2= IR1 = IL =   

                          Uc = U R2  = IR2R2 =  

Задача 3 Катушка индуктивностью L, резисторы R1,  R2, источник с ЭДС.   конденсатор С и ключ   соединены по схеме, изображенной на рисунке. Ключ размыкают. Найти количество теплоты, которое выделится после размыкания ключа.      

В состоянии, когда  ключ был достаточно долго замкнут токи будут постоянны, ЭДС самоиндукции будет равна нулю и конденсатор заряжен до напряжения Uc.  

                         t=  IR2= IR1 = IL =   

                          Uc = U R2  = IR2R2 =  

При размыкании ключа в цепи возникнут затухающие колебания напряжения, тока и заряда, в результате которых ток через катушку станет равным нулю, а конденсатор полностью разрядится. По закону сохранения сумма энергии заряженного конденсатора и энергии магнитного поля тока будут равны количеству теплоты, выделившемуся в резисторах R2  и R1

Задача 4 Катушка индуктивностью L, резисторы R и r, источник с ЭДС.  и ключ   соединены по схеме, изображенной на рисунке. Ключ замыкают на некоторое время , а затем размыкают. Ток через резистор R непосредственно перед размыканием в 2 раза больше чем ток сразу после размыкания. Найти ток через источник сразу после замыкания. Найти количество теплоты, которое выделится после размыкания ключа.      

 Сх. 1

 Сразу после замыкания  ЭДС самоиндукции будет равна нулю и ток через катушку равен нулю.    

                         t=  Ir =Ie0 =   (1)  

Обозначим ток через катушку после размыкания I0.  Перед размыканием в цепи текли токи, показанные на схеме 1, причем через резистор R течет ток 2I0 по условию. При этом в катушке есть ЭДС самондукции, которая должна быть учтена при записи уравнений для нижнего контура. Запишем закон Ома для полной цепи для верхнего контура с учетом того, что через r и источник пойдет ток 3I0

                           = 2I0R + 3 I0r. (2)

                              I0 =   (3)

Сразу после размыкания ключа ток через катушку не может мгновенно измениться и остается I0

                          Сх. 2

Энергия магнитного поля тока в катушке переходит в тепло, выделяющееся в резисторе R.

Задача 5 Катушка индуктивностью L, резистор R, источник с ЭДС.   и ключ   соединены по схеме, изображенной на рисунке. Ключ замыкают. Найти напряжение на катушке сразу после замыкания.  Найти максимальную скорость изменения энергии в катушке Nm.  Найти скорость изменения тока, когда скорость изменения энергии в катушке равна 24/49 Nm.        

При t=0  I = 0      

Напряжение на катушке:

(5) и (6) →

Мощность тока в катушке       равна скорости изменения энергии тока в катушке

      (8) и (9) →    

 (11)

Максимальная скорость изменения энергии тока

(14) И (15) →  

  = 0 (17)          

(13) →