Объяснение:
Дано:
U=270 B
R2 = 12 Ом
R4 = 22 Ом
R5 = 16 Ом
R6 = 10 Ом
L2 = 14 мГн
L3 = 8 мГн
C1 = 11 мкФ
C3 = 22 мкФ
ν = 50 Гц
_________
1)
Находим активное сопротивление цепи:
R = R2+R4+R5+R6 = 12+22+16+10 = 60 Ом
2)
Находим реактивные сопротивления катушек:
XL = XL2+XL3 = 2π*ν*L2+2π*ν+L3 = 2π*ν*(L2+L3)=
=2*3,14*50*(14+8)*10⁻³ ≈ 69 Ом
3)
Находим реактивное сопротивление емкостей:
Xc = Xc1+Xc3 = 1 / (2π*ν*C1) + 1/(2π*ν*C3) = 1/(2π*ν)*(1/C1+1/C3) =
= 1/(2*3,14*50) * (1/11*10⁻⁶+1/22*10⁻6) ≈ 1/(2*3,14*50)*(1/11e-6+1/22e-6)≈434 Ом
4)
Находим общее сопротивление цепи:
Z = √ (R²+ (Xc-XL)²) = √ (60² + (434-69)²) ≈ 670 Ом
5)
Находим общий ток:
I = U / Z = 270 / 670 ≈ 0,4 А
6)
Находим активную мощность:
P =I²*R = 0,4²*60 = 9,6 Вт
7)
Ну а теперь последовательно находим напряжения на элементах цепи:
Резисторы:
U2 = I*R2 = 0,4*12 = 4,8 B
U4 = I*R4 = 0,4*22 = 8,8 B
U5 = I*R5 = 0,4*16 = 6,4 B
U6 = I*R6 = 0,4*10 = 4,0 B
На катушках:
UXL2 = 2*π*ν*L2*I = 2*3,14*50*14*10⁻³ *0,4 ≈ 1,8 B
Аналогично на XL3 (рассчитать самостоятельно!)
Напряжение на конденсаторах:
UXc1 = I*(1/(2π*ν*C) = 0,4*1/(2*3,14*50*11*10⁻⁶) ≈ 116 В
(Аналогично на другом конденсаторе рассчитать самостоятельно)
Электрическая схема:
дополнительное сопротивление Rдоп=10 Ом;
при выкручивании одной лампочки не сразу, но обязательно сгорят все остальные.
Объяснение:
Напряжение источника Uист у нас в 2-а раза больше, чем номинальное напряжение лампочек, следовательно добавочное сопротивление надо выбрать равным суммарному сопротивлению 4-х параллельно включенных лампочек, чтобы половина напряжения упала на добавочное сопротивление (его в таких случаях называют ), а половина - на наших лампочках.
1. Cопротивление одной лампочки:
R₁=Uн/Iн, где
R₁ - сопротивление одной лампочки, Ом
Uн - номинальное напряжение лампочки (напряжение, на которое она рассчитана), В
Iн - номинальный ток лампочки, А
R₁=12/0.3=40 [Ом].
2. Суммарное сопротивление 4-х лампочек:
т.к. сопротивления всех лампочек одинаково (по условию), а лампочек всего 4-е, то:
Rсум=R₁/4; Rсум=40/4=10 [Ом ].
3. Сопротивление резистора:
Rбал=Rсум; Rбал=10 Ом
Теперь при включении источника электроэнергии напряжение распределится поровну: 12 в упадет на сопротивлении, и 12 В упадет на параллельно включенных лампочках. Мы посчитали т.н. простейший делитель напряжения на резисторе. Т.е. на входе у нас большое напряжение 24 в, а на нагрузке (лампочках) необходимое нам напряжение 12 В. С сопротивления мы разделили напряжения на 2.
Что будет, если одну из лампочек выкрутить (или она сгорит)?
Rсум увеличится, и станет больше Rбал. Следовательно на Rсум упадет большая часть напряжения источника.
Rсум=R₁/3; Rсум=40/3=13,3 Ом.
Ток в цепи станет равным:
I=U/(Rсум+Rбал); I=24/(10+13.3)=1.03 [А]
Падение напряжения на лампочках станет:
Uл=I*Rсум; Uл=1,03*13,3=13,7 [В]
напряжение на оставшихся лампочках возросло в:
Uл/Uн=13.7/12=1.14 раз (на 14%),
следовательно мощность, потребляемая каждой лампой возрастет на Pл=(Uл/Uн)²; Pл=1,14²≈1,3 , т.е. на 30%. Очень скоро все эти лампочки перегорят!
Такой простейший делитель напряжение не очень хорошая идея для такой схемы.
