Задание на домашнюю контрольную работу № 1

Задача 1. Какое напряжение U надо подвести к плоским металлическим пластинам, чтобы заряд каждой из них был Q=69-10 Кл. Пространство между пластинами толщиной 0,3 мм заполнено миканитом ( =б,2). Площадь каждой пластины S=30 ом². Определить напряженность электричес­кого поля £ в пространстве между пластинами.

Задача 2. Стекловидная эмаль ( =6,8) толщиной d = 0,05 мм, имеющая пробивную напряженность E = 25 кВ/мм, заполняет пространство; между пластинами плос-

ого конденсатора. Площадь каждой из тгластин S = 5 см². Определить емкость конденсатора С и максимально допус­тимое напряжение U, которое можно лодвестн к пластинам конденсатора три затасе прочности к=2,5.

Задача 3. Напряжение между плоскими металлическими пластинами U = 300 В, расстояние между ними d = 0,1 мм, площадь каждой пластины
S = 22,6 см². Вычислить заряд каждой пластины Q, если они находятся в вакууме. Опре­делить напряженность электрического поля E между пласти­нами.

Задача 4.Определить площадь обкладки S плоского кон­денсатора, обладающего емкостью С=800 пФ. В качестве диэлектрика применена конденсаторная керамика ( =5,5). Толщина диэлектрика d=0,05 мм. Какое напряжение U дол­жно быть подведено к пластинам этого конденсатора, что­бы заряд каждой пластины был равен Q = 24 10^-8 Кл. Чему равна напряженность электрического поля Е между пластинами?

Задача 5. Плоский конденсатор имеет емкость С = 100 пФ, рабочее напряжение U=3,2 кВ и площадь каждой пластины S = 2,1 см². Определить расстояние между пластинами dи коэффициент запаса к, если в качестве диэлектрика пополь­зуется слюда ( =5,4; E_пр=80 кВ/мм).

Задача 6. На рис. 1 приведена схема соединения конден­саторов. Определить эквивалентную емкость С батареи кон­денсаторов, общий заряд Q, напряжение U₃ (на конденсато­ре С₃) и энергию W накопленную всей батареей конденсато­ров, если дано: С ₁, =6,25 мкФ. С₂=15 мкФ, С₃=3 мкФ, С₄ =6 мкФ, С₅ = 3 мкФ; U = 300 В.

Задача 7. та рис. 7приведена схема соединения конденсаторов. Определить эквивалентную емкость С батареи кии денсаторов, общин заряд батареи. Напряжеяие источика питания U, напряжения U₁ и U₅(на соответствующих конденсаторах), а также энергию запасенную.батареей, если дано: С₁ =9 мкФ; С₂= С₃=5 мкФ, С₄=3,5 мкФ; С₅==18 мкФ U₁ = 60 В.

Задача 8. На рис. 3 приведена едем а соединения конден­саторов. Определить эквивалентную емкость С батареи конденсаторов, напряжение источника питания и напрялиния на каждом из конденсаторов, а также энергию W, копленную всей батареей конденсаторов, если дано: С₁ = 16 мкФ; С₂ = 15 мкФ; С₃=3 мкФ,
С₄ = 7 мкФ; С₅ = 12 мкФ; Q=3 • Ю^-3 Кл.

Задача 9. На рис. 4 приведена схема соединения конден­саторов. Определить эквивалентную емкость: батареи конденсаторов, общий заряд батареи, напряжение источника питания и, напряжения на каждом да конденсаторов и энергию W, запасенную (батареей, если дано:
C₁=80 пФ, С₂= =30 пФ, С₃=70 пФ; С₄=140 пФ, С₅=60пФ; U₁=600 В.

Задача 10,: На рис. 5 приведена схема соединения конденсаторов. Определить эквивалентную емкость С батареи конденсаторов, общий заряд Q, напряжение на каждом конденсаторе; энергию W, запасенную батареей, если дано 10,4 мкФ; С₂=7,6 -мкФ; С₃=3 мкФ; С₄=2 мкФ,
С₅= 5 мкФ, U=250 В.

Задача 11. На рис. 6приведена схема соединения резис­торов и источника энергии. Определить эквивалентное сопро­тивление цепи напряжение на зажимах источника U, мощность источника Р ток в каждом резисторе, если за­дано: E=220 В; R₀=1 Ом; R₁,=9 Ом; R₂=30 Ом; R₃=5 Ом, R₄ = R₅ = 30 Ом. Показать направление токов во всех ветвях цепи.

Задача 12. Определить эквивалентное сопротивление це­пи R_экв, приведенной на рис. 7. Найти напряжение на зажи­мах цели U, токи во всех резисторах и мощность Р, потреб­ляемую цепью, если дано:
R₁=60 Ом; R₂ = 3 Ом; R₃ = 6 Ом; R₄=16 Ом; R₅=9 Ом; U₃=30 В.

Задача 13. На рис. 8 приведена схема соединения резисторов и источника энергии. Определить эквивалентное сопротивление цепи R_экв, напряжение на зажимах источника U_r в каждом резисторе и анергию W, вырабатываемую источником за время t=20 ч если известно, что E =55 В; R₀ =0,5 Ом;
R₁ =15 Ом; R₂ = R₈,=12 Ом; R₄ = 10 Ом; R₆=40 Ом. оказать на схеме направление токов во всех ветвях, цепи.

Задача 14.пределить эквивалентное сопротивление R_экв цепи, приведенной -на рис. 9. Найти токи во всех резисторах ипоказать на схеме их направление. Найти энергию W, пот­ребляемую целью за время t = 24 ч, если дано:
U=120 В; R=15 Oм; R₂=15,8 Ом; R₃=10 Ом; R₄ =14 Ом; R₅ = 6 Ом.

токов и источника энергии. Определить эквивалентное сопротивление цепи R_экв, ток в каждом резисторе, э.д.с E мощность Р источника энергии, если известно, что R₁ = 20 Ом; R₂ =6 Ом; R₃ = 40 Ом; R₄ = 35 Ом; R₅=25 Ом;
R₀=1 Ом, U_t =120 В. Показать на схеме направление токов во всех ветвях цепи.

Задача 16. Определить потенциалы точек одноконтурном электрической цепи (рис. 11) и построить в масштабе потенциальную диаграмму по следующим данным: Е₁ =200 В, Е₂ = 140 В; R₀₁=R₀₂ = 2 Ом; R₁, = 20 Ом;
R₂ = 25 Ом; R₃=l Oм. По потенциальной диаграмме определить напряжение U_{Б Г}, между точками Б и Г.

Задача.17. Определить потенциалы точек одноконтурной электрической цепи (рис. 11) и построить в масштабе потенциальную диаграмму по следующим данным: Е₁ = 90 В, Е₂ =150 В; R₀₁,=R₀₂ = 0,5 Ом; R₁, = 9 Ом; R₂=15 Ом; R₃=15 Ом. По потенциальной диаграмме определить напряжение U _{В Д}дубочками В и Д.

Задача 18. Определить потенциалы точек одноконтурной элекстрической цепи (рис. 12) и построить в масштабе потенциальную диаграмму по следующим данным: Е₁=100 В; Е₂=105 В; R₀₁ = R₀₂=l,5 Ом; R₁ = 13 Ом;
R₂=7 Ом; R₃ = 12 Ом. потенциальной диаграмме определить напряжение
U _{A В} точками А и В.

Задача 19. Определить потенциалы точек одноконтурной электрической цепи (рис. 12) и построить в масштабе потенциальную диаграмму по следующим данным: Е₁= 150 В; Е₂=100 В; R₀₁ = R₀₂=1 Ом; R₁, =20 Ом; R₂=15 Ом; R₃=-13 Ом. Потенциальной диаграмме определить напряжение U _{Б Д}между точками Б и Д.

Задача 20. Определить потенциалы точек одноконтурной электрической цепи (рис. 13) и построить в масштабе потенциальную диаграмму по следующим данным: Е₁=100 В; Е₂=40 В; R₀₁ = R₀₂=0,5 Ом; R₁=9 Ом; R₂ = 5 Ом; R₃=15 Ом. По потенциальной диаграмме определить напряжение U _{Б Г} точками Б и Г.

Задачи 21-25. На рис. 1,4 изображена схема воздушной линии электропередачи к потребителю мощностью Р₂, напряжение у кпотребителя U₂ длина линии l. Определить ток в линии l и площадь поперечного сечения S провода линии, если известна допустимая относительная потеря напряжения в линии е, материал и удельная проводимость проводов линии. Выбрать стандартное сечение проводов линии и проверить его по допустимому нагреву. Определить сопротивление проводов линии R_пр, абсолютную потерю напряжения U, потерю мощности Р в линии и коэффициент полезного действия линии . Исходные данные указаны в табл. 1.

Задача 26. Определить токи во всех ветвях цепи (рис. 15), если э.д.с. источников энергии E₁=105 'В, E₂=90 В, их внутреннее сопротивления
R₀₁=2 Ом; R₀₂=l Ом; сопротивление резисторовR₁=18 Ом; R₂ = 14Ом;
R₃=30 Ом. Задачу решить методом узловых и контурных уравнений применяя Кирхгофа. Проверить решение методом узлового напряжения. Составить уравнение баланса мощностей.

Задача 27. Определить токи во всех ветвях цели (рис. 16), если э.д.с. источников энергии E₁= 80 В; E₂=87 В, нх внутреннее сопротивления R₀₁=0,3 Ом; R₀₂ =0,2 Ом; сопротивления резисторов R₁,=1,7 Ом; R₂ = 2,8 Ом; R₃ = 6 Ом. Задачу решить методом наложения. Проверить решение методом узлового напряжения. Составить уравнение баланса мощностей.

Задача 28. Определить токи во всех ветвях цепи (рис. 17) если э.д.с. источников энергии E₁ =55 В, E₂=56 В, их внутреннее сопротивления
R₀₁ = 0,2 Ом; R₀₂ = 0,1 Ом; сопротивления резисторов R₁ =4,8 Ом; R₂=1,9 0м; R₃ = 20 Ом; R₄ = 2,0 Ом. Задачу решить методом узловых и контурных уравнений (применяя законы Кирхгофа). Проверить решение методом узлового напряжения. Составить уравнение баланса мощностей.

Задача 29. Определить токи во всех ветвях цепи (рис 18) если э.д.с. источников энергии E₁ = 51 В, E₂ = б4 В, E₃ = 72 В. их внутренние сопротивления R₀₁ = 0,4 Ом; R₀₂= 0,3 Ом; R₀₃ = 0,5 Ом; сопротивления резисторов, R₁= 2,6 Ом; R₂ = 3,7 Ом,
R₃ = 5,5 Ом. Задачу решить методом узловых и контурных уравнений применяя законы Кирхгофа. Проверить решение методом узлового напряжения. Составить уравнен баланса мощностей.

Задача 30. Определить токи во всех ветвях цепи (рис. 19), если э.д.с. источников энергии E₁ = E₂= 80 В; их внутренние сопротивления
R₀₁=R₀₂ =0,5 Ом; сопротивления резисторов R₁=R₂=4,5 Ом; R₃=10 Ом; R₄=80 Ом. Задачу решить ме­тодом наложения. Проверить решение 'методом узлового на­ложения. Составить уравнение баланса мощностей.

Ответы к задачам контрольной работы № 1

1. С=460 пФ 2. Uпр=1250 В 3. С=200 пФ 4. S=8,2 см2 5. к=2,5 6. С=10 мкФ 7. С=3 мкФ 8. С=20 мкФ 9. С=30 мкФ 10. С=20 мкФ 11. U=210 В 12. I=10 А 13. W=11 кВт·ч 14. Rэкв=10 Ом 15. E=130 В 16. =153 В

17. =109 В 18. =39 В 19. =-121 В 20. =71 В 21. I=47,4 A 22. S=60 мм2 23. I=113,6 A 24. S=42,2 мм2 25. Rпр=0,7 Ом 26. I1=1,5 A 27. I2=6 A 28. I3=2,5 A 29. I3=4 A 30. I1=4 A