КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Решение. Показание U1 вольтметра, подключенного к точкам А и В (рис
Показание U1 вольтметра, подключенного к точкам А и В (рис. 7.1), определяется по закону Ома:
U1=I1R1, (1)
где I1 – сила тока в неразветвлённой части цепи; R1 – сопротивление параллельно соединенных вольтметра и половины потенциометра.
Силу тока I1 найдем по закону Ома для всей цепи:
, (2)
где 
– сопротивление внешней цепи.
Внешнее сопротивление есть сумма двух сопротивлений:
. (3)
Сопротивление R1 параллельного соединения может быть найдено по формуле 
откуда
Rl=R∙RB/(R + 2RB).
Вычисления: Rl=100∙500/(100 + 2.500)=45.5 Ом.
Подставив в выражение (2) выражение для из (3), определим силу тока:
.
Если подставить значения I1 и R1 в формулу (1), то найдем показание вольтметра: U1=46,9 В.
Разность потенциалов между точками А и В при отключенном вольтметре равна произведению силы тока I2 на половину сопротивления потенциометра:
,
причём 
. Тогда 
. Вычисления: 
.
Ответ: U2=50 В.
8. Электромагнетизм
Краткая теория
· Магнитный момент контура с током:
,
где I – сила тока в контуре, S – его площадь, 
– единичный вектор нормали к контуру (рис.8.1). Если контур имеет N витков, то 
.
· Индукция магнитного поля В – отношение максимального вращающего момента Мmax к магнитному моменту 
контура:
· Принцип суперпозиции: если в данной точке пространства различные источники создают магнитные поля, магнитные индукции которых равны 
, 
…, 
, то результирующая индукция поля в этой точке равна:
.
· Закон Ампера. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (сила Ампера), направлена по правилу левой руки (рис.8.2) и равна
F=B∙I∙l∙sinα,
где I – сила тока; l – длина проводника; 
– магнитная индукция поля, α – угол между проводником и вектором .
· Индукция магнитного поля прямолинейного проводника с током I бесконечной длины на расстоянии r от проводника:
,
где 
– магнитная постоянная, μ – магнитная проницаемость среды (для вакуума μ=1). Направление тока и магнитной индукции связаны правилом буравчика (рис.8.3).
· Магнитная проницаемость среды μпоказывает, во сколько раз индукция магнитного поля в среде возрастает по сравнению с вакуумом:
,
где B – индукция магнитного поля в среде, B0 – в вакууме.
· Индукция магнитного поля в центре кругового витка с током I равна
и направлена по правилу правого винта (рис.8.4). Здесь R – радиус витка.
· Сила взаимодействия двух параллельных бесконечных проводников с токами I1 и I2, находящимися на расстоянии r, в расчёте на единицу длины проводника:
.
· Момент сил, действующий на контур с током в магнитном поле:
,
где В – индукция поля, pm – магнитный момент контура, α – угол между вектором магнитной индукции и магнитным моментом 
.
· Сила Лоренца (сила, действующая на заряд q, движущийся со скоростью 
в магнитном поле с индукцией ):
,
где a – угол, образованный вектором скорости движущейся частицы и вектором индукции магнитного поля.
· Магнитный поток (поток вектора магнитной индукции В) через поверхность площадью S:
,
где 
– угол между вектором 
и нормалью к поверхности (рис.8.5).
· Работа по перемещению контура с током в магнитном поле
A=I∙DФ,
где DФ – изменение магнитного потока, пронизывающего поверхность, ограниченную контуром; I – сила тока в контуре.
· Закон Фарадея (закон электромагнитной индукции): ЭДС индукции 
в замкнутом контуре равна по величине и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока 
через поверхность, ограниченную контуром
, точнее 
.
Если контур содержит N витков, то 
, или 
, где 
– полное потокосцепление.
Частные случаи применения закона Фарадея:
а) разность потенциалов U на концах проводника длиной l, движущегося со скоростью u в однородном магнитном поле индукцией B:
U=B∙l∙u∙sina,
где a – угол между направлениями векторов скорости u и магнитной индукции В;
б) электродвижущая сила индукции , возникающая в рамке, содержащей N витков, площадью S, при вращении рамки с угловой скоростью ω в однородном магнитном поле с индукцией В:
,
где wt — мгновенное значение угла между вектором и вектором нормали 
к плоскости рамки.
· Индуктивность контураLчисленно равна магнитному потоку Ф, пронизывающему контур, при единичной силе тока в контуре:
.
Для катушки с N витками 
, где Ψ=NФ – полное потокосцепление.
· Индуктивность соленоида (рис.8.6):
,
где N – число витков, l – длина соленоида, S – площадь сечения соленоида.
· ЭДС самоиндукции 
, возникающая в катушке с индуктивностью L, при изменении силы тока в ней:
, или 
.
· Энергия магнитного поля контура с током:
.
Для катушки с N витками 
.
· Закон сохранения энергии для идеального колебательного контура:
.
Дата добавления: 2014-10-31; просмотров: 155; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |