15. Prąd zmienny

Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki
1
www.fizyka.mnet.pl
W rozdziale „Odpowiedzi i wskazówki” znajdują się odpowiedzi
do wszystkich zadań, znajdziesz tam również wskazówki do
rozwiązań trudnych zadań.
Pełne rozwiązania zadań możesz uzyskać przysyłając e-mail na
adres: [email protected]
15. Prąd zmienny
I [mA]
15.1 Natężenie i napięcie prądu zmiennego 2+2T
4
01. Zależność natężenia prądu płynącego przez
przewodnik od czasu przedstawiono na wykresie.
Oblicz liczbę elektronów przepływających przez
poprzeczny przekrój tego przewodnika w ciągu 1 µs.
1
t [µs]
I
02T. Zależność natężenia prądu płynącego w
obwodzie od czasu przedstawiono na wykresie.
Oblicz natężenie skuteczne tego prądu.
I0
- I0
2
t
T
T
2
U
03T. Zależność napięcia od czasu w obwodzie prądu
zmiennego przedstawiono na wykresie. Oblicz
napięcie skuteczne tego prądu.
U0
t
2
T
3
T
04. Przez opornik o oporze R=40Ω płynie prąd przemienny o natężeniu skutecznym Isk=5A.
Oblicz chwilową wartość natężenia i napięcia w chwili t =
1
T przyjmując, że w chwili
12
początkowej t=0 natężenie prądu ma wartość zero.
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki
www.fizyka.mnet.pl
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki
www.fizyka.mnet.pl
2
15.2 Obwody prądu przemiennego 1+4T
01. Obwód zawiera zwojnicę, której opór omowy R=5Ω, a indukcyjność L=0,2H.Obwód ten
łączymy:
a) ze źródłem prądu stałego o napięciu U=12V,
b) ze źródłem prądu przemiennego o tym samym napięciu U i częstotliwości ν=50Hz.
Jakie będzie natężenie prądu w każdym z tych przypadków?
02T. Włączono w obwód zwojnicę i amperomierz. Gdy połączono ten obwód ze źródłem
prądu stałego o napięciu 4,5V, amperomierz wskazał 5A. Gdy natomiast zastosowano źródło
prądu przemiennego o tym samym napięciu skutecznym i częstotliwości 50Hz, amperomierz
wskazał tylko 2A. Oblicz indukcyjność zwojnicy.
03T. W obwód prądu zmiennego jest włączony kondensator o pojemności 10µF. Po
wyłączeniu kondensatora włączono w obwód zwojnicę. Jaka musi być jej indukcyjność, aby w
obu przypadkach natężenie prądu było jednakowe? Częstotliwość prądu zmiennego wynosi
50Hz. Czy przy innej częstotliwości odpowiedź będzie taka sama?
04T. W obwodzie prądu zmiennego o częstotliwości 100/4π Hz znajduje się zwojnica o
indukcyjności 40H i kondensator o pojemności10µF. Po przyłożeniu napięcia skutecznego
220V płynie w nim prąd o natężeniu skutecznym 11A. Oblicz opór omowy obwodu.
05T. Do sieci o napięciu skutecznym Usk=220V włączono szeregowo kondensator o
pojemności C=20µF, opornik o oporze R1=10Ω, oraz cewkę o indukcyjności L=0,1H i oporze
R2=1Ω.Częstotliwość υ=50Hz. Jakie jest natężenie prądu płynącego w tym obwodzie? Jaka jest
moc prądu? Oblicz natężenie prądu płynącego w obwodzie przy częstotliwości rezonansowej.
15.3 Transformator 5+0T
01. Uzwojenie pierwotne transformatora zawiera 600 zwojów, których opór wynosi 4Ω.
Obwód wtórny ma 20 zwojów. Jakie będzie natężenie prądu w uzwojeniu wtórnym, jeżeli do
uzwojenia pierwotnego przyłożono napięcie 110V?
02. Pierwotne uzwojenie transformatora zawiera 550 zwojów, uzwojenie wtórne stanowi
jeden tylko zwój o oporze 0,002Ω . Obwód pierwotny połączony ze źródłem prądu zmiennego o
napięciu 220 V. Jakie będzie natężenie prądu w obwodzie pierwotnym i wtórnym? Straty
pomijamy.
03. Uzwojenie pierwotne transformatora zawiera 1000 zwojów, których opór wynosi 20Ω ,
uzwojenie wtórne ma 50 zwojów. Napięcie na zaciskach uzwojenia wtórnego ma wartość 0,4V.
Oblicz natężenie prądu w uzwojeniu wtórnym.
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki
www.fizyka.mnet.pl
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki
www.fizyka.mnet.pl
3
04. Przekładnia transformatora wynosi k=10.Oblicz napięcie i natężenie prądu w uzwojeniu
wtórnym, jeżeli do uzwojenia pierwotnego doprowadzono prąd pod napięciem U1=12V i mocy
P1=6W.
05n. Napięcie przyłożone do zacisków uzwojenia pierwotnego transformatora wynosi 6000V
przy mocy 240KW. Napięcie na uzwojeniu wtórnym wynosi 120V.Oblicz natężenie prądu w
uzwojeniu wtórnym i pierwotnym transformatora.
W rozdziale „Odpowiedzi i wskazówki” znajdują się odpowiedzi
do wszystkich zadań, znajdziesz tam również wskazówki do
rozwiązań trudnych zadań.
Pełne rozwiązania zadań możesz uzyskać przysyłając e-mail na
adres: [email protected]
Grzegorz Kornaś – Zadania z fizyki
www.fizyka.mnet.pl