MASAKRA... Większość zadań wymaga tylko podstawiania do wzorów!
A wzory są w internecie, nawet nie trzeba wielkich książek...
Zestaw C.
Zad.1
Rz=[(200+600+30k)*30k]/(200+600+30k+30k)=15,1974k.
I1=100V/30,8k=3,2467mA P_rezystora2=I²*R2=0,006325W W=P*t=0,06325J P_całego_układu=U²/Rz=0,658W.
Zad.2
P=U²/R czyli zmiana napięcia 2 razy, da zmianę mocy 4 razy.
Zad.3
I=Q/t=4C/2s=2A P=U*I=20W E=P*t=40J
Zad.4
E=½*I²*L=25J
Zad.5
F=B*I*l=1*200*0,7=140N.
Zad.6
e=B*l*v=0,1*1*0,1m/s=0,01V.
Zestaw B.
Zad.1
E=½*U²*C=4J
Zad.2
C=Q/U U=Q/C=6mC/6µF=1000V E=½*U²*C=3J
Zad.3
Pierwszy sposób(napięcie stałe):
1/Cz=1/0,2nF + 1/0,3nF + 1/(50p+20p+30p) sprowadzić do wspólnego mianownika i odwrócić.
Cz=0,0545nF Q=C*U=0,0545nF*100V=5,45nC
U1(na równolegle połączonych U będzie to samo)=Q/C=5,45nC/0,1nF=54,5V
U2(kondensator 0,2nF)=5,45nC/0,2nF=27,25V
U3(na kondensatorze 0,3nF)=5,45nC/0,3nF=18,6667V
Sposób drugi(traktujemy układ jakby pracował przy napięciu przemiennym).
Wymyślamy częstotliwość, np. 50Hz. Reaktancja X=1/(2*π*f*C)=58,435107MΩ.
Prąd w obwodzie I=U/X=1,711µA.
Spadki napięć na poszczególnych pojemnościach(trzeba obliczyć X każdego kondensatora).
U1=I*X=1,711µA*31,847133MΩ=54,5V U2=27,25V U3=18,6667V. Razem≈100V.
Zad.4
Na każdym kondensatorze jest to samo napięcie(bo są połączone równolegle).
Ładunek zależy od pojemności: Q=C*U.
Zad.5
Rozwiązać tak samo jak zadanie 3.
Zad.6
Tak samo jak zadania 3, 4 i 5.
Zad.7
To jest to samo co zadanie 2.
Zad.8
Tak samo jak 2, 3, 4, 5, 6, 7.
Zad.9
Można uzyskać 4 różne pojemności:
-przy połączeniu szeregowym będzie to (1/3)µF,
-przy równoległym 3 razy większa(3µF),
-dwa równolegle i trzeci szeregowo z nimi C=(2/3)µF,
-dwa szeregowo i trzeci równolegle z nimi C=1,5µF.
Zad.10
Ładunek całkowity układu Q=Q1+Q2=0,00025+0,0001=0,00035C.
Pojemność po złączeniu równoległym wzrośnie C=C1+C2=15µF.
Napięcie spadnie do U=Q/C=23,333V.
Zestaw D.
Zad.1
I=U/R=230/570=0,4035A*10sztuk(jeśli pracują równolegle)=4,035A
Zad.2
I=P/U=100/220=0,4545A R=U/I=484 I=U/R=230/484=0,475A
Zad.3
Belfer popełnił błąd. Nie podał współczynnika mocy cosφ.
Komputer(z tanim zasilaczem bez korekcji PFC) to odbiornik mocno nieliniowy(poza cosφ ważny jest też PF-power factor - one nie są sobie równe).
http://www.sep.krakow.pl/kjee/pdf/publikacje/filtracja_i_detekcja.pdf
Ale robimy karygodne uproszczenie, że cosφ=1.
P=U*I*cosφ=598W=0,598kW. W=P*t=3,588kWh
Zad.4
P=U²/R, E=P*t.
Energia zależy od mocy, a moc zależy od kwadratu napięcia. E=funkcja(U²).
Przyjmując czas potrzebny na zagotowanie wody z Polsce jako 100%, mamy nowy czas:
tn=W/P=W/(W/t)=U²/(U²/100%)=230²/(120²/100%)=367,36% czasu pierwotnego!
W praktyce są straty, i zagotowanie wody w ogóle by się mogło nie udać przy niższym U.
Zad.5
Opłata=Cena*E. Więc E=opłata/cena=2zł/(0,2zł/kWh)=10kWh.
E=P*t czyli t=E/P=10kWh/0,46kW=21,74h => 21godzin:44minuty:21sekund.
Zad.6
P=U²/R a więc R=U²/P czyli P=U²/(U²/P)=230²/(220²/100W)=109,3W
Zad.7
Moc P=R*I². Aby była największa, prąd musi być największy. I=U/Z więc impedancja musi mieć minimum. Pulsacja ω=2*π*f. Częstotliwość f=50Hz.
|
Z|=√[R²+(Xl-Xc)²]. Reaktancje Xl=ω*L oraz Xc=1/(ω*C).
Aby impedancja była najmniejsza, musi zajść równość ω*L-1/(ω*C)=0.
Czyli ω*L=1/(ω*C), więc ω*C=1/(ω*L), i dostajemy C=1/(ω²*L)=202,8µF.
Zad.8
Tak samo jak zadanie 4. Niech stara moc stanowi bazę dla obliczeń, niech będzie traktowana jako 100%. Nowa moc wyniesie: Pn=190²/(230²/100%)=68,24% starej mocy.
P.S.
Żadnych punktów nie chcę - wystarczy kliknąć "Pomógł".
