4.6: Проблеми
Електричний пристрій, показаний нижче, розроблений таким чином, щоб він міг накопичувати чистий заряд. Спочатку чистий заряд на пристрої дорівнює нулю.
Малюнок4.6.1: Прилад з одним струмом, що протікає і двома витікаючими з нього струмами.
Електричні струми для приладу наведені нижче для струмових стрілок, як показано на схемі.
Wire 1: i1(t)=(9 mA)⋅cos[t/(6 s)] Wire 2: i2(t)=(6 mA)⋅exp[−t/(6 s)] Wire 3: i3(t)=(9 mA)⋅{1−exp[−t/(6 s)]}⋅cos[(t/(6 s)]
(а) Розробити рівняння, яке описує часову швидкість зміни чистого заряду в пристрої. Побудуйте швидкість зміни в порівнянні з часомt=0 для того60 s. Використовуючи це рівняння поодинці (і пов'язаний з ним сюжет), обговоріть, як ви очікуєте, що чистий заряд пристрою зміниться дляt=0 tot>>0.
(б) Розробіть рівняння чистого заряду на пристрої в залежності від часу і побудуйте свій результат протягом 60 секунд. Що таке чистий заряд на пристрої приt=6,12,18,24,30, і60 s? Як цей результат порівнюється з вашими прогнозами з частини (а)?
[Примітка: Будь-які графіки або графіки повинні бути повними ділянками з заголовками, мітками тощо Припустимо мальоване або створене комп'ютером.]
Дві різні схеми показані нижче. Кожна чорна точка являє собою вузол, а лінія, що з'єднує два вузли, є гілкою. Схеми сконструйовані так, що ніде в ланцюзі не відбувається накопичення чистого заряду.
.jpg)
.jpg)
Для кожного контуру дайте відповідь на наступні питання:
(а) Використовуючи лише збереження заряду, яка максимальна кількість незалежних рівнянь, які ви можете розробити, що стосуються струмів у ланцюзі?
(b) Скільки невідомих струмів ви можете вирішити для кожної проблеми?
(c) Якщо у вас є достатня інформація, вирішуйте для невідомих струмів, в амперах.
(d) Чи існує тут загальне правило щодо кількості вузлів та кількості незалежних рівнянь струму? Що це таке?
Визначте значення напруг вузла (вимірюється по відношенню до землі) і величину і напрямок струму, що протікає в кожному резисторі. Ваша остаточна відповідь повинна включати діаграму з позначеними стрілками, що показують напрямок струму та величини та марковані напруги вузла.
Малюнок4.6.3: Схема ланцюга з напругою 5 вузлів і 5 струмами гілок для вирішення.
Визначте значення напруг вузла (вимірюється по відношенню до землі) і величину і напрямок струму, що протікає в кожному резисторі. Ваша остаточна відповідь повинна включати діаграму з позначеними стрілками, що показують напрямок струму та величини та марковані напруги вузла.
Малюнок4.6.4: Схема з загальною кількістю 5 вузлів і 7 відгалужень.
Для схеми, наведеної нижче, вирішіть для невідомих струмів і напруг. Зробіть стандартні припущення згорнутого контуру і припускайте, що всі опори відомі і мають значення 2 Ом.
Малюнок4.6.5: Схема схеми з напругою вузлів 3 та струмами 4 гілок для вирішення.
Для показаної схеми визначають струмиi1i2,i3 і напруги приA,B, іC вимірюють по відношенню до землі.
Малюнок4.6.6: Схема з 3 точковими напругами та 3 струмами гілок для вирішення.
Для показаної схеми визначають невідомі струми і напруги вузла.
Малюнок4.6.7: Схема з напругою вузла 3 і 4 струмами гілок для вирішення.
Для схеми, наведеної нижче, визначте зазначені струми гілок і напруги вузла.
Малюнок4.6.8: Схема з напругою вузла 3 і 4 струмами гілок для вирішення.
У наведеній схемі струми джерела єIA=3 A іIB=5 A. ВизначитиI1I2, іI3.
Малюнок4.6.9: Ланцюг з 3 гілками струмів для вирішення для.
Використовуючи збереження заряду і Закон Ома, знайдіть струмIx і напругуVx.
Малюнок4.6.10: Ланцюг з одним струмом гілки і напругою одного вузла для вирішення.
Використовуючи збереження заряду і Закон Ома, знайдіть струмIx і напругуVx.
Малюнок4.6.11: Ланцюг з одним струмом гілки і напругою одного вузла для вирішення.
Використовуючи збереження заряду і Закон Ома, знайдіть струмIx і напругуVx. \
Малюнок4.6.12: Ланцюг з одним струмом гілки і напругою одного вузла для вирішення.
Використовуючи збереження заряду і Закон Ома, знайдіть струмIx.
Малюнок4.6.13: Ланцюг з однією гілкою струму для вирішення.
Використовуючи збереження заряду і Закон Ома, знайдіть струмIx.
Малюнок4.6.14: Ланцюг з однією гілкою струму для вирішення.