Задания для контрольной работы. Цепь постоянного тока содержит несколько резисторов, соединенных смешанно

Задача 1

Цепь постоянного тока содержит несколько резисторов, соединенных смешанно. Схема цепи с указанием сопротивлений резисторов приведена на соответствующем рисунке.

Номер рисунка, заданные значения одного из напряжений или токов и величина, подлежащая определению, приведены в табл. 1. Всюду индекс тока или напряжения совпадает с индексом резистора, по которому проходит этот ток или на котором действует это напряжение. Например, через резистор R₃проходит ток I₃и на нем действует напряжение U₃. Определить также мощность, потребляемую всей цепью, и расход электрической энергии цепью за 8 ч. работы.

Пояснить с помощью логических рассуждений характер изменения электрической величины, заданной в таблице вариантов (увеличится, уменьшится, останется без изменения), если один из резисторов замкнуть накоротко или выключить из схемы. Характер действия с резистором и его номер указаны в табл. 1. При этом считать напряжение U_AB неизменным. При трудностях логических пояснений ответа можно выполнить расчет требуемой величины в измененной схеме и на основании сравнения ее в двух схемах дать ответ на вопрос.

Таблица 1

Номер варианта	Номер рисунка	Задаваемая величина	Определить	Действие с резистором	Измерение какой величины рас- смотреть
Замыкае-тся нако- ротко	Выключается из схемы
		U_AB=100B	I₃	R₁	-	I₅
		I₁=_-20A	I₄	-	R₄	U₅
		U₂=_-30B	I₅	R₅	-	I₁
		I₅=_-10A	U_AB	-	R₂	I₅
		U_AB=50B	I₁	R₂	-	U₃
		I₂= 3,75A	I₅	-	R₅	U₁
		I₄=_-5A	U_AB	R₄	-	I₃
		U₅=_-30B	I₁	-	R₃	U₄
		I₃=_-1,25A	U₁	R₃	-	I₂
		U_AB=80B	U₄	-	R₄	I₅
		I₃=_-1A	U₅	R₂	-	U₁
		U₁=_-20B	I₄	-	R₅	I₄
		I₅=_-5A	U_AB	R₅	-	U₁
		I₁=_-12A	I₃	-	R₂	U₄
		U₅=_-60B	I₁	R₁	-	U₅
		U_AB=5B	U₄	-	R₅	I₃
		I₂=_-3A	I₅	R₄	-	U₁
		U₂=_-12B	U₁	-	R₄	I₅
		U₄=_-36B	I₁	R₄	-	U₅
		I₄=_-12A	U_AB	-	R₄	U₅
		U_AB=50B	I₃	R₁	-	I₆
		I₂=_-2A	U_AB	-	R₂	U₁
		I₁=_-5A	U₄	R₃	-	I₁
		U₅=_-18B	I₁	-	R₆	I₂
		I₃=_-1,2A	U_AB	R₅	-	U₁
		I₅=_-6A	I₁	-	R₃	U₂
		U_AB=80B	I₆	R₁	-	U₅
		I₆=_-3A	U₁	-	R₅	U₁
		U₄=_-10B	U_AB	R₃	-	I₆
		U₁=_-20B	I₄	-	R₂	I₅
		I₄=_-2A	U_AB	R₆	-	I₁
		U₂=_-30B	I₁	-	R₄	I₅
		I₂=_-4A	U₁	R₅	-	U₃
		U₃=_-20B	U_AB	-	R₆	U₁
		U_AB=_-60B	I₅	R₄	-	I₄
		I₁=_-20B	I₄	-	R₃	U₅
		U₆=_-24B	U₁	R₆	-	I₂
		U₁=_-40B	I₆	-	R₅	I₄
		I₆=_-6A	U_AB	R₄	-	U₁
		U_AB=_-120B	I₅	-	R₂	U₆
		I₁=_-12A	U₆	R₁	-	U₃
		I₄=_-3A	U_AB	-	R₂	U₁
		U_AB=_-120B	I₆	R₂	-	I₁
		U₃=_-24B	U_AB	-	R ₆	I₃
		I₆=_-4A	U₁	R₆	-	U₂
		I₁=_-24A	I₄	-	R₃	I₂
		U_AB=_-30B	U₅	R₁	-	I₄
		U₁=_-96B	I₂	-	R₄	I₁
		I₅=_-2A	I₁	R₃	-	U₁
		U_AB=_-60B	I₃	-	R₂	I₃
		U₂=_-12B	U_AB	R₅	-	I₃
		I₁=_-3A	U₆	-	R₅	U₁
		I₂=_-6A	I₁	R₁	-	I₆
		I₄=_-3A	I₁	-	R₃	U₅
		U_AB=_-60B	I₂	R₃	-	I₂
		I₅=_-4A	U_AB	-	R₄	I₃
		U₄=_-36B	I₁	R₄	-	U₁
		I₃=_-2A	U_AB	-	R ₅	I₁
		U₅=_-120B	U₁	R₆	-	U₅
		I₁=_-24A	U_AB	-	R₂	U₆

Рис.1 рис.3

Рис.2

Краткие теоретические сведения.

Тема 6.1. Электрическое поле

Студент должен знать:

· основные характеристики электрического поля;

· определение емкости плоского конденсатора.

Уметь:

· производить расчеты цепей со смешанным соединением конденсаторов.

Основные характеристики электрического поля.

Проводник и диэлектрик в эл. поле. Эл.ёмкость. Конденсаторы. Соединение конденсаторов.

Методические указания

Всякое тело содержит электрические заряды, которые взаимодействуют друг с другом. Взаимодействие объясняется тем, что каждый заряд окружает электрическое поле.

Электрическое поле обладает электрической энергией.

Электрическое поле характеризуется электрической силой, напряженностью, потенциалом, напряжением. В зависимости от концентрации носителей заряда определяется электрическая проводимость вещества. Все вещества в зависимости от электрической проводимости и зависимости её от ряда физических факторов делятся на проводники, диэлектрики и полупроводники.

Проводники обладают высокой проводимостью (металлы, их сплавы). Диэлектрики, наоборот, обладают ничтожной проводимостью (газы, минеральные масла, лаки и т.д.). Полупроводники обладают промежуточной проводимостью между проводниками и диэлектриками (кремний, германий, селен и др.)

При внесении диэлектрика в электрическое поле под действием сил поля орбиты электронов смещаются в направлении, противоположном полю. Явление смещения называется поляризацией диэлектрика. Способность диэлектрика поляризоваться оценивается диэлектрической проницаемостью.

Система из двух проводников, разделенных диэлектриком, представляет собой электрический конденсатор. Конденсатор характеризуется электрической емкостью. Конденсаторы выпускаются различных емкостей и напряжений; устройства и назначения.