Дистанционное обучение

Работа. Мощность постоянного тока

1. Рассмотреть примеры решения задач на последовательное и параллельное соединение проводников.
2. Ток силой  50 мА протекает через резистор сопротивлением 1000 Ом. Чему равна мощность , потребляемая резистором?
3. Через нити электрической лампы за 1 с проходит 2,1*1018 электронов. Определите мощность лампы, если она работает от сети напряжением 220В.
4. Определите сопротивление нагревательного элемента паяльника, если при токе 4,2 А медный  паяльник  массой 0.5 кг за 5 минут нагреется на 800С. Потерями теплоты пренебречь.

Решение задач на соединение цепи. 10-11 класс

Найти общее сопротивление цепи

При решении данной задачи чертеж эквивалентной схемы не упростит ее решение. Поэтому проще решать, выделяя отдельные звенья цепи. На участке CEF три проводника соединены последовательно. Поэтому сопротивление этого участка равно сумме сопротивлений, 6 Ом. На участке CD соединение параллельное. Потому общее сопротивление участка равно 

Участок ACB – последовательное соединение проводников и участка CD. Общее сопротивление на нем равно сумме сопротивлений 3,5 Ом. На участке АВ – снова параллельное соединение

И общее сопротивление – это последовательное соединение 2-х проводников и участка АВ. Потому оно равно сумме сопротивлений 3,6 Ом.

7.     Сопротивление каждого из резисторов, включенных в цепь, равно 30 Ом. Определите общее сопротивление цепи.

В данной схеме соединены точки А и С, а также точки В и D. Поэтому напряжения на участках АВ и ВС равны, а также на участках ВС и DC. Тогда можно составить схему, в которой совместились точки А и С, B и D:

Тогда общее сопротивление равно R/3 = 10 Ом.

При решении задач на смешанное соединение проводников обычно составляют так называемые эквивалентные схемы, выделяя участки с последовательным и параллельным соединением.

Пример 1.

Сопротивление R1,2 заменило выделенный участок цепи, в котором два проводника соединены параллельно.

Тогда мы можем найти сопротивление этого участка с параллельным соединением проводников:

А теперь видно, что проводники R1,2 и R3 соединены последовательно. Общее сопротивление равно R = R1,2 + R3 = 4 + 2 = 6.

Пример 2.

В данном случае нужно развернуть схему, двигаясь от точки к точке. Видно, что в точке Б схема разветвляется, а в точке В ветви соединяются. Таким образом,  эквивалентные схемы будут иметь вид:

R2, R3 и R4 соединены последовательно. Поэтому R2,3,4 = R2 + R3 + R4 = 1 + 10 + 1 = 12

R2,3,4 и R5 соединены параллельно. Поэтому

И в последней схеме проводники соединены последовательно. R = R2-5 + R1 + R6 = 1 + 4,8 + 1 = 6,8.

Пример 3.

Найти распределение токов и напряжений в цепи.

Решение.

Так как известны сила тока и сопротивление на первом участке, то можно найти напряжение на нем: U1 = I1 R1 = 1 ∙ 10 = 10 B.

Первый и второй проводники соединены параллельно. Значит, напряжение на них одинаково, т.е. U1 = U2 = 10 В. Так как  первый и второй проводники имеют одинаковое сопротивление, то сила тока на них одинакова: I2 = 1 А. При параллельном соединении I1,2 = I1 + I2 = 2 А.

Участки 1-2, 3-4-5 и 6-7 соединены последовательно между собой, значит I3,4,5 = I6,7 = I1,2 = 2 A.

Найдем общее сопротивление участка 3-4-5:

R3,4,5 = 3 Ом. Тогда можно найти напряжение на 3-4-5, при параллельном соединении оно одинаково на всех участках. U3,4,5 = I3,4,5 ∙R3,4,5= 2 ∙ 3 = 6 В.

U3 = U4 = U5 = 6 В. Зная напряжение на каждом из участков и сопротивление, можно найти силу тока на каждом участке.