21.E: Circuits na DC Vyombo (Zoezi)

Last updated
Save as PDF

Page ID: 182772

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Maswali ya dhana

21.1: Resistors katika Mfululizo na Sambamba

1. kubadili ina upinzani variable kwamba ni karibu sifuri wakati imefungwa na kubwa mno wakati wazi, na ni kuwekwa katika mfululizo na kifaa ni udhibiti. Eleza athari kubadili kwenye Kielelezo ina sasa wakati wa kufunguliwa na wakati umefungwa.

mchoro inaonyesha mzunguko na chanzo voltage na upinzani wa ndani ndogo r kushikamana katika mfululizo na upinzani R na kubadili.
Kubadili ni kawaida katika mfululizo na upinzani na chanzo cha voltage. Kwa kweli, kubadili kuna upinzani wa karibu sifuri wakati umefungwa lakini ina upinzani mkubwa sana wakati unafunguliwa. (Kumbuka kuwa katika mchoro huu, script E inawakilisha voltage (au nguvu ya umeme) ya betri.)

2. Je, ni voltage katika kubadili wazi katika Kielelezo?

3. Kuna voltage katika kubadili wazi, kama vile katika Kielelezo. Kwa nini, basi, nguvu imefutwa na kubadili wazi ndogo?

4. Kwa nini nguvu imefutwa na kubadili kufungwa, kama vile kwenye Kielelezo, ndogo?

5. Mwanafunzi katika maabara ya fizikia kwa makosa wired bulb mwanga, betri, na kubadili kama inavyoonekana katika Kielelezo. Eleza kwa nini bulb iko wakati kubadili kufunguliwa, na kuzima wakati kubadili kufungwa. (Usijaribu hii-ni vigumu kwenye betri!)

Mchoro huu unaonyesha mzunguko na chanzo cha voltage na upinzani wa ndani ndogo. upinzani R na kubadili wazi ni kushikamana sambamba na hilo.
Hitilafu ya wiring kuweka kubadili hii kwa sambamba na kifaa kilichowakilishwa na\(\displaystyle R\). (Kumbuka kuwa katika mchoro huu, script E inawakilisha voltage (au nguvu ya umeme) ya betri.)

6. Kujua kwamba ukali wa mshtuko unategemea ukubwa wa sasa kupitia mwili wako, ungependa kuwa katika mfululizo au sambamba na upinzani, kama kipengele cha kupokanzwa cha toaster, ikiwa unashtushwa na hilo? Eleza.

7. Je, vichwa vya kichwa vyako vinapunguza wakati unapoanza inji ya gari lako ikiwa waya katika gari lako walikuwa wenye nguvu? (Usipuuzie upinzani wa ndani wa betri.) Eleza.

8. Baadhi ya masharti ya taa za likizo huunganishwa katika mfululizo ili kuokoa gharama za wiring. Toleo la zamani linatumika balbu zinazovunja uhusiano wa umeme, kama kubadili wazi, wakati wa kuchoma nje. Ikiwa bulb moja hiyo inawaka nje, ni nini kinachotokea kwa wengine? Ikiwa kamba hiyo inafanya kazi kwenye 120 V na ina balbu 40 zinazofanana, ni nini voltage ya kawaida ya uendeshaji wa kila mmoja? Matoleo mapya hutumia balbu kwamba mzunguko mfupi, kama kubadili kufungwa, wakati wao kuchoma nje. Ikiwa bulb moja hiyo inawaka nje, ni nini kinachotokea kwa wengine? Ikiwa kamba hiyo inafanya kazi kwenye 120 V na ina balbu 39 iliyobaki inayofanana, ni nini basi voltage ya uendeshaji ya kila mmoja?

9. Ikiwa taa mbili za kaya zilipimwa 60 W na 100 W zinaunganishwa katika mfululizo kwa nguvu za kaya, ambazo zitakuwa nyepesi? Eleza.

10. Tuseme wewe ni kufanya maabara fizikia kwamba anauliza wewe kuweka resistor katika mzunguko, lakini resistors wote zinazotolewa na upinzani kubwa kuliko thamani ombi. Jinsi gani unaweza kuunganisha upinzani inapatikana ili kujaribu kupata thamani ndogo aliuliza kwa ajili ya?

11. Kabla ya Vita Kuu ya II, redio zingine zilipata nguvu kupitia “kamba ya upinzani” iliyokuwa na upinzani mkubwa. Kamba hiyo ya upinzani inapunguza voltage kwa kiwango cha taka kwa zilizopo za redio na kadhalika, na inaokoa gharama ya transformer. Eleza kwa nini kamba za upinzani huwa nishati ya joto na taka wakati redio iko.

12. Baadhi ya balbu za mwanga zina mipangilio mitatu ya nguvu (sio pamoja na sifuri), zilizopatikana kutoka kwa filaments nyingi ambazo zinabadilishwa na zimeunganishwa kwa sambamba. Nambari ya chini ya filaments inahitajika kwa mipangilio mitatu ya nguvu?

21.2: Nguvu ya umeme: Voltage ya Terminal

13. Je, kila EMF tofauti uwezo? Je, kila tofauti uwezo emf? Eleza.

14. Eleza ambayo betri inafanya malipo na ambayo inashtakiwa kwenye Kielelezo.

mchoro inaonyesha seli mbili za e m f script E ndogo moja sawa volts kumi na mbili na ndani ya upinzani r ndogo moja sawa ohm moja, na e m f script E ndogo mbili sawa volts kumi na nane na ndani ya upinzani r ndogo mbili sawa sifuri uhakika ohms tano, kushikamana. Seli zinaunganishwa na vituo vyao vyema vinavyolingana katika mzunguko uliofungwa.

15. Kutokana na betri, usawa wa resistors, na aina mbalimbali za vifaa vya kupima voltage na sasa, kuelezea jinsi ungeamua upinzani wa ndani wa betri.

16. Betri mbili za magari 12-V kwenye rafu ya duka zimepimwa saa 600 na 850 “amps za baridi za baridi.” Ambayo ina upinzani mdogo wa ndani?

17. Je! Faida na hasara za kuunganisha betri katika mfululizo ni nini? Katika sambamba?

18. Malori ya semitractor hutumia betri nne kubwa za 12-V. mfumo starter inahitaji 24 V, wakati operesheni ya kawaida ya lori ya vipengele vingine vya umeme hutumia 12 V. jinsi gani betri nne inaweza kushikamana na kuzalisha 24 V? Kuzalisha 12 V? Kwa nini 24 V bora kuliko 12 V kwa kuanzisha inji ya lori (mzigo mzito sana)?

21.3: Kanuni za Kirchhoff

19. Je, mikondo yote inayoingia kwenye makutano katika Kielelezo kuwa chanya? Eleza.

mchoro inaonyesha T makutano na mikondo mimi ndogo moja, I ndogo mbili, na mimi ndogo tatu kuingia T makutano.

20. Tumia utawala wa makutano kwa makutano b katika Kielelezo. Je, habari yoyote mpya inapatikana kwa kutumia utawala wa makutano katika e? (Katika takwimu, kila emf inawakilishwa na script E.)

Mchoro unaonyesha mzunguko mgumu na vyanzo vinne vya voltage: E ndogo moja, E ndogo mbili, E ndogo tatu, E ndogo nne na mizigo kadhaa ya resistive, wired katika loops mbili na majadiliano mawili. Pointi kadhaa kwenye mchoro ni alama na barua kwa njia ya g. sasa katika kila tawi ni kinachoitwa tofauti.

21. (a) ni tofauti ya uwezo kwenda kutoka hatua a kwa uhakika b katika Kielelezo? (b) Ni tofauti gani inayoweza kutoka c hadi b? (c) Kutoka e hadi g? (d) Kutoka mimi kufanya?

22. Tumia utawala wa kitanzi kwa kitanzi afedcba katika Kielelezo.

23. Tumia utawala wa kitanzi kwa loops abgefa na cbgedc katika Kielelezo.

21.4: Voltmeters DC na Ammeters

24. Kwa nini si kuunganisha ammeter moja kwa moja katika chanzo voltage kama inavyoonekana katika Kielelezo? (Kumbuka kwamba script E katika takwimu inasimama kwa emf.)

Mzunguko unaonyesha uhusiano wa kiini cha e m f script E na upinzani wa ndani r Kila terminal ya seli imeunganishwa na ncha tofauti za ammeter. Mzunguko umefungwa.

25. Tuseme unatumia multimeter (moja iliyoundwa kupima voltages mbalimbali, mikondo, na kupinga) kupima sasa katika mzunguko na wewe bila kujua kuondoka katika hali ya voltmeter. Je! Mita itakuwa na athari gani kwenye mzunguko? Nini kitatokea ikiwa ungepima voltage lakini ajali kuweka mita katika hali ya ammeter?

26. Eleza pointi ambazo unaweza kuunganisha voltmeter ili kupima tofauti zifuatazo za uwezo katika Kielelezo:

(a) tofauti tofauti ya chanzo cha voltage;

(b) tofauti tofauti katika\(\displaystyle R_1\);

(d) kote\(\displaystyle R_3\);

(e) kote\(\displaystyle R_2\) na\(\displaystyle R_3\).

Kumbuka kwamba kunaweza kuwa na jibu zaidi ya moja kwa kila sehemu.

Takwimu hii inaonyesha mzunguko kuwa kiini cha e m f script E na ndani ya upinzani r kushikamana sambamba na silaha mbili, mkono mmoja zenye resistor R ndogo moja na mkono wa pili zenye mfululizo wa resistors R ndogo mbili na R ndogo tatu.
27. Kupima mikondo katika Kielelezo, ungependa kuchukua nafasi ya waya kati ya pointi mbili na ammeter. Taja pointi kati ya ambayo ungependa kuweka ammeter kupima zifuatazo:

(a) jumla ya sasa;

(b) sasa inapita kupitia\(\displaystyle R_1\);

(d) kupitia\(\displaystyle R_3\).

Kumbuka kwamba kunaweza kuwa na jibu zaidi ya moja kwa kila sehemu.

21.5: Vipimo vya Null

28. Kwa nini kipimo cha null kinaweza kuwa sahihi zaidi kuliko moja kwa kutumia voltmeters ya kawaida na ammeters? Ni mambo gani hupunguza usahihi wa vipimo vya null?

29. Ikiwa potentiometer inatumiwa kupima emfs za seli kwa utaratibu wa volts chache, kwa nini ni sahihi zaidi kwa ukubwa wa kiwango cha emfs 12 {"emf” rSub {ukubwa 8 {s}}} {} kuwa utaratibu sawa wa ukubwa na kupinga kuwa katika aina mbalimbali za ohms chache?

21.6: Circuits DC zenye Resistors na Capacitors

30. Kuhusu vitengo vinavyohusika katika uhusiano huo\(\displaystyle τ=RC\), hakikisha kwamba vitengo vya upinzani mara capacitance ni wakati, yaani,\(\displaystyle Ω⋅F=s\).

31. \(\displaystyle RC\)Wakati wa mara kwa mara katika defibrillation ya moyo ni muhimu ili kupunguza muda wa sasa unapita. Ikiwa uwezo katika kitengo cha defibrillation ni fasta, ungewezaje kuendesha upinzani katika mzunguko kurekebisha\(\displaystyle RC\) mara kwa mara\(\displaystyle τ\)? Je, marekebisho ya voltage kutumika pia zinahitajika ili kuhakikisha kwamba sasa mikononi ina thamani sahihi?

32. Wakati wa kufanya kipimo cha ECG, ni muhimu kupima tofauti za voltage juu ya vipindi vidogo vya muda. Wakati ni mdogo na\(\displaystyle RC\) mara kwa mara ya mzunguko-haiwezekani kupima tofauti za muda mfupi kuliko\(\displaystyle RC\). Je, ungependa kuendesha\(\displaystyle R\) na\(\displaystyle C\) katika mzunguko kuruhusu vipimo muhimu?

33. Chora grafu mbili za malipo dhidi ya muda kwenye capacitor. Chora moja kwa malipo ya capacitor ya awali isiyofunguliwa katika mfululizo na kupinga, kama katika mzunguko kwenye Mchoro, kuanzia\(\displaystyle t=0\). Chora nyingine kwa kuruhusu capacitor kupitia kupinga, kama katika mzunguko katika Kielelezo, kuanzia saa\(\displaystyle t=0\), na malipo ya awali\(\displaystyle Q_0\). Onyesha vipindi angalau mbili za\(\displaystyle τ\).

34. Wakati wa malipo ya capacitor, kama ilivyojadiliwa kwa kushirikiana na Kielelezo, inachukua muda gani kwa voltage kwenye capacitor kufikia emf? Je, hii ni tatizo?

35. Wakati wa kuruhusu capacitor, kama ilivyojadiliwa kwa kushirikiana na Kielelezo, inachukua muda gani kwa voltage kwenye capacitor kufikia sifuri? Je, hii ni tatizo?

36. Akizungumzia Kielelezo, kuteka graph ya tofauti uwezo katika resistor dhidi ya wakati, kuonyesha vipindi angalau mbili ya\(\displaystyle τ\). Pia kuteka grafu ya sasa dhidi ya wakati kwa hali hii.

37. Kamba ya ugani ya muda mrefu, isiyo na gharama kubwa imeunganishwa kutoka ndani ya nyumba hadi jokofu nje. Jokofu haina kukimbia kama ni lazima. Nini inaweza kuwa tatizo?

38. Katika Kielelezo, je, grafu inaonyesha muda wa mara kwa mara ni mfupi kwa kuruhusu kuliko malipo? Je, unatarajia gesi ionized kuwa na upinzani chini? Jinsi gani unaweza kurekebisha\(\displaystyle R\) kupata muda mrefu kati ya flashes? Je, kurekebisha\(\displaystyle R\) kuathiri muda wa kutokwa?

39. Vifaa vya umeme vinaweza kuwa na capacitors kubwa katika voltage ya juu katika sehemu ya umeme, kuwasilisha hatari ya mshtuko hata wakati vifaa vimezimwa. Kwa hiyo “kupinga damu” huwekwa kwenye capacitor hiyo, kama inavyoonekana kwa kimapenzi kwenye Mchoro, ili kumwagika malipo kutoka kwao baada ya vifaa vya mbali. Kwa nini upinzani wa bleeder lazima uwe mkubwa zaidi kuliko upinzani bora wa mzunguko wote? Hii inaathirije mara kwa mara wakati wa kuruhusu capacitor?

Mzunguko wa umeme na capacitor una kupinga zaidi R ndogo b l, inayoitwa bleeder, imewekwa sambamba na capacitor.
Upinzani wa bleeder\(\displaystyle R_{bl}\) hutoa capacitor katika kifaa hiki cha elektroniki mara moja imezimwa.

Tatizo na Mazoezi

21.1: Resistors katika Mfululizo na Sambamba

Kumbuka: Takwimu zilizochukuliwa kutoka kwa takwimu zinaweza kudhani kuwa sahihi kwa tarakimu tatu muhimu.

40. (a) Upinzani wa\(\displaystyle 275-Ω\) resistors kumi ni kushikamana katika mfululizo?

(b) Katika sambamba?

Suluhisho
(a)\(\displaystyle 2.75kΩ\)
(b)\(\displaystyle 27.5Ω\)

41. (a) Upinzani wa\(\displaystyle 1.00×10^2−Ω,\) a\(\displaystyle 2.50-kΩ\), na\(\displaystyle 4.00-kΩ\) kupinga kushikamana katika mfululizo?

(b) Katika sambamba?

42. Je, ni kubwa na ndogo kupinga unaweza kupata kwa kuunganisha a\(\displaystyle 36.0-Ω\), a\(\displaystyle 50.0-Ω\), na\(\displaystyle 700-Ω\) kupinga pamoja?

Suluhisho
(a)\(\displaystyle 786Ω\)
(b)\(\displaystyle 20.3Ω\)

43. Kibaniko cha 1800-W, sufuria ya kukata umeme ya 1400-W, na taa ya 75-W huingizwa kwenye bandari moja katika mzunguko wa 15-A, 120-V. (Vifaa vitatu vinafanana wakati vimeingizwa kwenye tundu moja.).

(a) Ni sasa gani inayotolewa na kila kifaa?

(b) Je, mchanganyiko huu pigo 15-A fyuzi?

44. Mwangaza wa gari lako 30.0-W na starter 2.40-kW kawaida huunganishwa kwa sambamba katika mfumo wa 12.0-V. Ni nguvu gani ambayo kichwa kimoja na mwanzilishi hutumia ikiwa imeunganishwa katika mfululizo kwenye betri 12.0-V? (Puuza upinzani mwingine wowote katika mzunguko na mabadiliko yoyote katika upinzani katika vifaa viwili.)

Suluhisho
\(\displaystyle 29.6W\)

45. (a) Kutokana na betri 48.0-V\(\displaystyle 24.0-Ω\) na\(\displaystyle 96.0-Ω\) resistors, kupata sasa na nguvu kwa kila wakati kushikamana katika mfululizo. (b) Kurudia wakati kupinga ni sawa.

46. Akizungumzia mfano kuchanganya mfululizo na mzunguko sambamba na Kielelezo, hesabu\(\displaystyle I_3\) kwa njia mbili zifuatazo tofauti:

(a) kutoka kwa maadili inayojulikana ya\(\displaystyle I\) na\(\displaystyle I_2\);

(b) kutumia sheria ya Ohm kwa\(\displaystyle R_3\). Katika sehemu zote mbili wazi kuonyesha jinsi wewe kufuata hatua katika Mikakati ya Kutatua matatizo kwa Series na Sambamba Resistors.

Suluhisho
(a) 0.74 A
(b) 0.742 A

47. Akizungumzia Kielelezo:

(a) Kuhesabu\(\displaystyle P_3\) na kutambua jinsi inalinganishwa na\(\displaystyle P_3\) kupatikana katika matatizo mawili ya kwanza mfano katika moduli hii.

(b) Pata nguvu ya jumla inayotolewa na chanzo na ulinganishe na jumla ya nguvu zilizopigwa na resistors.

48. Rejea Kielelezo na majadiliano ya taa dimming wakati appliance nzito huja juu.

(a) Kutokana na chanzo cha voltage ni 120 V, upinzani wa waya ni\(\displaystyle 0.400Ω\), na bulb ni 75.0 W, ni nguvu gani ambayo bulb itaondoka ikiwa jumla ya 15.0 A inapita kupitia waya wakati motor inakuja? Fikiria mabadiliko yasiyo na maana katika upinzani wa bulb.

(b) Ni nguvu gani zinazotumiwa na magari?

Suluhisho
(a) 60.8 W
(b) 3.18 kW

49. Mstari wa maambukizi ya nguvu 240-kV\(\displaystyle 5.00×10^2A\) unafungwa kutoka minara ya chuma iliyowekwa na wahamiaji wa kauri, kila mmoja ana\(\displaystyle 1.00×10^9−Ω\) upinzani. Kielelezo.

(a) Upinzani dhidi ya ardhi ya 100 ya wahamiaji hawa ni nini?

(b) Mahesabu ya nguvu dissipated na 100 kati yao.

(c) Ni sehemu gani ya nguvu iliyobeba na mstari ni hii? Onyesha wazi jinsi unavyofuata hatua katika Mikakati ya Kutatua Matatizo ya Mfululizo na Vipimo vya Sambamba.

Mchoro unaonyesha mnara wa maambukizi ya chuma. Wafanyabiashara wawili wa ardhi juu ya mnara wanasema kama antenna. Kunyongwa kutoka mnara ni seti ya watendaji watatu wa kutunza, moja kwa mwisho na moja katikati.
Mstari wa maambukizi ya juu (240-kV)\(\displaystyle 5.00×10^2A\) unafungwa kutoka kwenye mnara wa maambukizi ya chuma. Mstari wa washughulikiaji\(\displaystyle 1.00×10^9Ω\) wa kauri hutoa upinzani kila mmoja.

50. Onyesha kwamba kama resistors mbili\(\displaystyle R_1\) na\(\displaystyle R_2\) ni pamoja na moja ni kubwa zaidi kuliko nyingine (\(\displaystyle R_1>>R_2\)):

(a) Upinzani wao wa mfululizo ni karibu sana sawa na upinzani mkubwa\(\displaystyle R_1\).

(b) Upinzani wao sambamba ni karibu sana sawa na upinzani mdogo\(\displaystyle R_2\).

Suluhisho
\(\displaystyle R_s=R_1+R_2⇒R_s≈R_1(R_1>>R_2)\)
(a) (b)\(\displaystyle \frac{1}{R_p}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}=\frac{R_1+R_2}{R_1R_2}\)
ili
\(\displaystyle R_p=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}≈\frac{R_1R_2}{R_1}=R_2(R_1>>R_2)\).

51. Matokeo yasiyo ya maana

resistors mbili, moja kuwa na upinzani wa\(\displaystyle 145Ω\), ni kushikamana katika sambamba na kuzalisha upinzani jumla ya\(\displaystyle 150Ω\).

(a) Thamani ya upinzani wa pili ni nini?

(b) Ni nini kisicho na maana kuhusu matokeo haya?

52. Matokeo yasiyo ya maana

resistors mbili, moja kuwa na upinzani wa\(\displaystyle 900 kΩ\), ni kushikamana katika mfululizo wa kuzalisha upinzani jumla ya\(\displaystyle 0.500 MΩ\).

(a) Thamani ya upinzani wa pili ni nini?

(b) Ni nini kisicho na maana kuhusu matokeo haya?

Suluhisho
(a)\(\displaystyle −400 kΩ\)
(b) Upinzani hauwezi kuwa hasi.
(c) Upinzani wa mfululizo unasemekana kuwa chini ya moja ya resistors, lakini lazima iwe kubwa kuliko yoyote ya resistors.

21.2: Nguvu ya umeme: Voltage ya Terminal

53. Betri za magari ya kawaida zina seli sita za risasi-asidi katika mfululizo, na kujenga jumla ya emf ya 12.0 V. ni nini emf ya kiini cha risasi-asidi ya mtu binafsi?

Suluhisho
2.00 V

54. Seli kavu za kaboni-zinki (wakati mwingine hujulikana kama seli zisizo za alkali) zina emf ya 1.54 V, na zinazalishwa kama seli moja au katika mchanganyiko mbalimbali ili kuunda voltages nyingine.

(a) Ni seli ngapi 1.54-V zinahitajika kufanya betri ya kawaida ya 9-V inayotumiwa katika vifaa vingi vya umeme?

(b) ni emf halisi ya takriban 9-V betri nini?

(c) Jadili jinsi upinzani wa ndani katika uhusiano wa mfululizo wa seli utaathiri voltage ya terminal ya betri hii takriban 9-V.

55. Je, ni voltage ya pato la kiini cha lithiamu 3.0000-V katika wristwatch ya digital ambayo huchota 0.300 mA, ikiwa upinzani wa ndani wa seli ni\(\displaystyle 2.00Ω\)?

Suluhisho
2.9994 V

56. (a) Je, ni voltage ya terminal ya seli kubwa ya 1.54-V carbon-zinki kavu inayotumiwa katika maabara ya fizikia ili kusambaza 2.00 A kwa mzunguko, ikiwa upinzani wa ndani wa seli ni\(\displaystyle 0.100 Ω\)?

(b) Kiasi gani cha umeme kinachozalisha kiini?

57. Je, ni upinzani wa ndani wa betri ya magari ambayo ina emf ya 12.0 V na voltage ya terminal ya 15.0 V wakati sasa ya 8.00 A inashutumu?

Suluhisho
\(\displaystyle 0.375Ω\)

58. (a) Pata voltage ya terminal ya betri ya pikipiki ya 12.0-V iliyo na upinzani wa\(\displaystyle 0.600-Ω\) ndani, ikiwa inashtakiwa na sasa ya 10.0 A.

(b) Je, ni voltage ya pato la chaja ya betri?

59. Betri ya gari yenye 12-V emf na upinzani wa ndani wa\(\displaystyle 0.050Ω\) inashtakiwa kwa sasa ya 60 A. Kumbuka kuwa katika mchakato huu betri inashtakiwa.

(a) Ni tofauti gani ya uwezo katika vituo vyake?

(b) Kwa kiwango gani nishati ya joto hupasuka katika betri?

(d) Majibu ya (a) na (b) ni nini wakati betri inatumiwa kusambaza 60 A kwa motor starter?

60. Upinzani wa moto wa bulb ya tochi ni\(\displaystyle 2.30Ω\), na inaendeshwa na kiini cha alkali 1.58-V kilicho na upinzani wa\(\displaystyle 0.100-Ω\) ndani.

(a) Ni mtiririko gani wa sasa?

(b) Tumia nguvu zinazotolewa kwa wingi kutumia\(\displaystyle I^2R_{bulb}\).

Suluhisho
(a) 0.658 A
(b) 0.997 W
(c) 0.997 W; ndiyo

61. Lebo kwenye redio inayoweza kuambukizwa inapendekeza matumizi ya seli za nickel-cadmium zinazoweza kutolewa (nicads), ingawa zina emf 1.25-V wakati seli za alkali zina emf 1.58-V. Redio ina\(\displaystyle 3.20-Ω\) upinzani.

(a) Chora mchoro wa mzunguko wa redio na betri zake. Sasa, hesabu nguvu zilizotolewa kwenye redio.

(b) Wakati wa kutumia seli Nicad kila baada ya upinzani ndani ya\(\displaystyle 0.0400 Ω\).

(d) Je, tofauti hii inaonekana kuwa muhimu, kwa kuzingatia kwamba upinzani wa ufanisi wa redio unapungua wakati sauti yake imegeuka?

62. Motor starter motor ina upinzani sawa\(\displaystyle 0.0500Ω\) na hutolewa na betri 12.0-V na upinzani wa\(\displaystyle 0.0100-Ω\) ndani.

(a) Ni nini sasa kwa magari?

(b) Ni voltage gani inayotumiwa?

(d) Kurudia mahesabu haya kwa wakati uhusiano wa betri umeharibika na\(\displaystyle 0.0900Ω\) kuongeza kwenye mzunguko. (Matatizo makubwa yanasababishwa na kiasi kidogo cha upinzani usiohitajika katika maombi ya chini ya voltage, high-sasa.)

Suluhisho
(a) 200 A
(b) 10.0 V
(c) 2.00 kW
(d)\(\displaystyle 0.1000Ω;80.0 A, 4.0 V, 320 W\)

63. Toy ya umeme ya mtoto hutolewa na seli tatu za alkali 1.58-V zilizo na upinzani wa\(\displaystyle 0.0200Ω\) ndani wa mfululizo na kiini cha kavu cha 1.53-V cha kaboni-zinki kilicho na upinzani wa\(\displaystyle 0.100-Ω\) ndani. Upinzani wa mzigo ni\(\displaystyle 10.0Ω\).

(a) Chora mchoro wa mzunguko wa toy na betri zake

(b) Ni mtiririko gani wa sasa?

(d) Upinzani wa ndani wa kiini kavu ikiwa huenda mbaya, na kusababisha 0.500 W tu hutolewa kwa mzigo?

64. (a) Upinzani wa ndani wa chanzo cha voltage ni nini ikiwa voltage yake ya terminal inapungua kwa 2.00 V wakati sasa hutolewa huongezeka kwa 5.00 A?

(b) Je, emf ya chanzo cha voltage inaweza kupatikana na taarifa iliyotolewa?

Suluhisho
(a)\(\displaystyle 0.400 Ω\)
(b) Hapana, kuna usawa mmoja tu wa kujitegemea, hivyo\(\displaystyle r\) unaweza kupatikana tu.

65. Mtu mwenye upinzani wa mwili kati ya mikono yake ya\(\displaystyle 10.0kΩ\) ajali huchukua vituo vya nguvu ya 20.0-kV. (Je, si kufanya hivyo!)

(a) Chora mchoro wa mzunguko ili kuwakilisha hali hiyo.

(b) Ikiwa upinzani wa ndani wa umeme ni\(\displaystyle 2000Ω\), ni nini sasa kupitia mwili wake?

(d) Ikiwa nguvu inapaswa kufanywa salama kwa kuongeza upinzani wake wa ndani, ni nini upinzani wa ndani unapaswa kuwa kwa kiwango cha juu cha sasa katika hali hii kuwa 1.00 mA au chini?

(e) Je, mabadiliko haya yanaathiri ufanisi wa umeme kwa kuendesha vifaa vya chini vya upinzani? Eleza hoja zako.

66. Samaki ya umeme huzalisha sasa na seli za kibiolojia zinazoitwa electroplaques, ambazo ni vifaa vya emf vya kisaikolojia Electroplaques katika eel ya Amerika ya Kusini hupangwa katika safu 140, kila mstari unyoosha kwa usawa pamoja na mwili na kila mmoja una electroplaques 5000. Kila electroplaque ina emf ya 0.15 V na upinzani wa ndani wa\(\displaystyle 0.25Ω\). Ikiwa maji yanayozunguka samaki yana upinzani\(\displaystyle 800Ω\), ni kiasi gani cha sasa kinaweza kuzalisha maji kutoka karibu na kichwa chake hadi karibu na mkia wake?

67. Dhana Jumuishi

Betri ya gari ya 12.0-V emf ina voltage ya terminal ya 16.0 V wakati inashtakiwa na sasa ya 10.0 A.

(a) Upinzani wa ndani wa betri ni nini?

(b) Ni nguvu gani inayosababishwa ndani ya betri?

(c) Kwa kiwango gani (in\(\displaystyle ºC/min\)) itakuwa joto lake kuongezeka kama uzito wake ni 20.0 kg na ina joto maalum ya\(\displaystyle 0.300kcal/kg⋅ºC\), kuchukua hakuna joto kutoroka?

68. Matokeo yasiyo ya maana

Kiini cha alkali 1.58-V na upinzani wa\(\displaystyle 0.200-Ω\) ndani ni kusambaza 8.50 A kwa mzigo.

(a) voltage yake ya terminal ni nini?

(b) Thamani ya upinzani wa mzigo ni nini?

(d) Ni mawazo gani yasiyo ya maana au haiendani?

Suluhisho
(a) -0.120 V
(b)\(\displaystyle −1.41×10^{−2}Ω\)
(c) Hasi ya terminal voltage; upinzani hasi mzigo.
(d) Dhana kwamba kiini hicho kinaweza kutoa 8.50 A haiendani na upinzani wake wa ndani.

69. Matokeo yasiyo ya maana

(a) Upinzani wa ndani wa kiini cha kavu cha 1.54-V ambacho hutoa 1.00 W ya nguvu kwa\(\displaystyle 15.0-Ω\) bulb?

(b) Ni nini kisicho na maana kuhusu matokeo haya?

21.3: Kanuni za Kirchhoff

70. Tumia utawala wa kitanzi kwa kitanzi abcdefgha katika Kielelezo.

Mchoro unaonyesha mzunguko mgumu na vyanzo vinne vya voltage E ndogo moja, E ndogo mbili, E ndogo tatu, E ndogo nne na mizigo kadhaa ya resistive, wired katika loops mbili na majadiliano mengi. Pointi kadhaa kwenye mchoro ni alama na barua a kwa njia ya j. sasa katika kila tawi ni kinachoitwa tofauti.

Suluhisho
\(\displaystyle −I_2R_2+emf_1−I_2r_1+I_3R_3+I_3r_2−emf_2=0\)

71. Tumia utawala wa kitanzi kwa kitanzi aedcba katika Kielelezo katika Swali la 70.

72. Thibitisha equation pili katika Mfano kwa kubadilisha maadili kupatikana kwa mikondo\(\displaystyle I_1\) na\(\displaystyle I_2\).

73. Thibitisha equation ya tatu katika Mfano kwa kubadilisha maadili kupatikana kwa mikondo\(\displaystyle I_1\) na\(\displaystyle I_3\).

74. Tumia utawala wa makutano katika hatua a katika Kielelezo.

Suluhisho
\(\displaystyle I_3=I_1+I_2\)

75. Tumia utawala wa kitanzi kwa kitanzi abcdefghija katika Kielelezo katika Swali 74.

76. Tumia utawala kitanzi kitanzi akledcba katika Kielelezo katika Swali 74.

Suluhisho
\(\displaystyle emf_2−I_2r_2−I_2R_2+I_1R_5+I_1r_1−emf_1+I_1R_1=0\)

77. Pata mikondo inayozunguka katika mzunguko katika Kielelezo katika Swali la 74. Onyesha wazi jinsi unavyofuata hatua katika Mikakati ya Kutatua Matatizo ya Mfululizo na Vipimo vya Sambamba.

78. Kutatua Mfano, lakini kutumia kitanzi abcdefgha badala ya kitanzi akledcba. Onyesha wazi jinsi unavyofuata hatua katika Mikakati ya Kutatua Matatizo ya Mfululizo na Vipimo vya Sambamba.

Suluhisho
(a)\(\displaystyle I_1=4.75 A\)
(b)\(\displaystyle I_2=−3.5 A\)
(c)\(\displaystyle I_3=8.25 A\)

79. Pata mikondo inayozunguka katika mzunguko kwenye Mchoro.

80. Matokeo yasiyo ya maana

Fikiria mzunguko katika Kielelezo, na tuseme kwamba emfs haijulikani na mikondo hutolewa kuwa\(\displaystyle I_1=5.00 A, I_2=3.0 A\), na\(\displaystyle I_3=–2.00 A\).

(a) Je, unaweza kupata emfs?

(b) Ni nini kibaya na mawazo?

Mchoro unaonyesha mzunguko mgumu na vyanzo viwili vya voltage E ndogo na E ndogo mbili, na mizigo mitatu ya kupinga, wired katika loops mbili na majadiliano mawili. Pointi kadhaa kwenye mchoro ni alama na barua kwa njia ya h. sasa katika kila tawi ni kinachoitwa tofauti.

Solution
(a) Hapana, ungependa kupata equations haiendani kutatua.
(b)\(\displaystyle I_1≠I_2+I_3\). Maji ya kudhani yanakiuka utawala wa makutano.

21.4: Voltmeters DC na Ammeters

81. Je, ni unyeti wa galvanometer (yaani, ni nini sasa kinachopa uharibifu kamili) ndani ya voltmeter ambayo ina\(\displaystyle 1.00-MΩ\) upinzani juu ya kiwango chake cha 30.0-V?

Suluhisho
\(\displaystyle 30μA\)

82. Je, ni unyeti wa galvanometer (yaani, ni nini sasa kinachopa uharibifu kamili) ndani ya voltmeter ambayo ina\(\displaystyle 25.0-kΩ\) upinzani juu ya kiwango chake cha 100-V?

83. Pata upinzani ambao unapaswa kuwekwa katika mfululizo na\(\displaystyle 25.0-Ω\) galvanometer yenye\(\displaystyle 50.0-μA\) uelewa (sawa na ile iliyojadiliwa katika maandishi) ili kuruhusu itumike kama voltmeter yenye kusoma kwa kiwango kikubwa cha 0.100-V.

Suluhisho
\(\displaystyle 1.98 kΩ\)

84. Pata upinzani ambao unapaswa kuwekwa katika mfululizo na\(\displaystyle 25.0-Ω\) galvanometer yenye\(\displaystyle 50.0-μA\) uelewa (sawa na ile iliyojadiliwa katika maandishi) ili kuruhusu itumike kama voltmeter na kusoma kwa kiwango kikubwa cha 3000-V. Jumuisha mchoro wa mzunguko na suluhisho lako.

85. Pata upinzani ambao unapaswa kuwekwa sambamba na\(\displaystyle 25.0-Ω\) galvanometer yenye\(\displaystyle 50.0-μA\) uelewa (sawa na ile iliyojadiliwa katika maandishi) ili kuruhusu itumike kama ammeter na kusoma kwa kiwango kikubwa cha 10.0-A. Jumuisha mchoro wa mzunguko na suluhisho lako.

Suluhisho
\(\displaystyle 1.25×10^{−4}Ω\)

86. Pata upinzani ambao unapaswa kuwekwa sambamba na\(\displaystyle 25.0-Ω\) galvanometer yenye\(\displaystyle 50.0-μA\) uelewa (sawa na ile iliyojadiliwa katika maandishi) ili kuruhusu itumike kama ammeter yenye kusoma kwa kiwango kikubwa cha 300mA.

87. Pata upinzani ambao unapaswa kuwekwa katika mfululizo na\(\displaystyle 10.0-Ω\) galvanometer yenye\(\displaystyle 100-μA\) uelewa ili kuruhusu itumike kama voltmeter na:

(a) kusoma 300-V kamili wadogo, na

(b) kusoma kwa kiwango kikubwa cha 0.300-V.

Suluhisho
(a)\(\displaystyle 3.00 MΩ\)
(b)\(\displaystyle 2.99 kΩ\)

88. Pata upinzani ambao unapaswa kuwekwa sambamba na\(\displaystyle 10.0-Ω\) galvanometer yenye\(\displaystyle 100-μA\) uelewa ili kuruhusu itumike kama ammeter na:

(a) 20.0-kusoma kamili wadogo, na

(b) 100-mA kamili wadogo kusoma.

89. Tuseme kupima voltage ya terminal ya kiini cha alkali 1.585-V kilicho na upinzani wa ndani\(\displaystyle 0.100Ω\) kwa kuweka\(\displaystyle 1.00-kΩ\) voltmeter kwenye vituo vyake. (Angalia Kielelezo.)

(a) Ni mtiririko gani wa sasa?

(b) Pata voltage ya terminal.

Takwimu inaonyesha mchoro wa mzunguko unaojumuisha betri yenye upinzani wa ndani r na voltmeter iliyounganishwa kwenye vituo vyake. Ya sasa mimi inaonyeshwa kwa mshale unaoelezea mwelekeo wa saa.

Suluhisho
(a) 1.58 mA
(b) 1.5848 V (unahitaji tarakimu nne ili kuona tofauti)
(c) 0.99990 (unahitaji tarakimu tano ili kuona tofauti kutoka kwa umoja)

90. Tuseme kupima voltage ya terminal ya kiini cha lithiamu 3.200-V kilicho\(\displaystyle 5.00Ω\) na upinzani wa ndani wa kuweka\(\displaystyle 1.00-kΩ\) voltmeter kwenye vituo vyake.

(a) Ni mtiririko gani wa sasa?

(b) Pata voltage ya terminal.

91. Ammeter fulani ina upinzani wa kiwango\(\displaystyle 5.00×10^{−5}Ω\) chake cha 3.00-A na ina\(\displaystyle 10.0-Ω\) galvanometer. Je, ni unyeti wa galvanometer?

Suluhisho
\(\displaystyle 15.0 μA\)

92. \(\displaystyle 1.00-MΩ\)Voltmeter imewekwa sambamba na\(\displaystyle 75.0-kΩ\) kupinga katika mzunguko.

(a) Chora mchoro wa mzunguko wa uunganisho.

(b) Upinzani wa mchanganyiko ni nini?

(c) Ikiwa voltage katika mchanganyiko inachukuliwa sawa na ilivyokuwa katika\(\displaystyle 75.0-kΩ\) kupinga peke yake, ni asilimia gani ya ongezeko la sasa?

(d) Ikiwa sasa kwa njia ya mchanganyiko inachukuliwa sawa na ilivyokuwa kwa njia ya\(\displaystyle 75.0-kΩ\) kupinga peke yake, ni asilimia gani kupungua kwa voltage?

(e) Je, mabadiliko yanapatikana katika sehemu (c) na (d) muhimu? Jadili.

93. \(\displaystyle 0.0200-Ω\)Ammeter imewekwa katika mfululizo na\(\displaystyle 10.00-Ω\) kupinga katika mzunguko.

(a) Chora mchoro wa mzunguko wa uunganisho.

(b) Tumia upinzani wa mchanganyiko.

(c) Ikiwa voltage inachukuliwa sawa katika mchanganyiko kama ilivyokuwa kwa njia ya\(\displaystyle 10.00-Ω\) kupinga peke yake, ni asilimia gani kupungua kwa sasa?

(d) Ikiwa sasa inachukuliwa sawa kwa njia ya mchanganyiko kama ilivyokuwa kwa njia ya\(\displaystyle 10.00-Ω\) kupinga peke yake, ni asilimia gani ongezeko la voltage?

(e) Je, mabadiliko yanapatikana katika sehemu (c) na (d) muhimu? Jadili.

Suluhisho

(a) (b)\(\displaystyle 10.02Ω\)
(c) 0.9980, au kupungua kwa\(\displaystyle 2.0×10^{–1}\) asilimia
(d) 1.002, au ongezeko la\(\displaystyle 2.0×10^{–1}\) asilimia
(e) Si muhimu.

94. Matokeo yasiyo ya maana

Tuseme una\(\displaystyle 40.0-Ω\) galvanometer yenye\(\displaystyle 25.0-μA\) uelewa.

(a) Je, ungependa kuweka upinzani gani katika mfululizo na kuruhusu itumike kama voltmeter ambayo ina deflection kamili kwa 0.500 mV?

(b) Ni nini kisicho na maana kuhusu matokeo haya?

95. Matokeo yasiyo ya maana

(a) Ni upinzani gani unayoweka sambamba na\(\displaystyle 40.0-Ω\) galvanometer yenye uelewa wa 25.0-μA ili kuruhusu itumike kama ammeter ambayo ina deflection kamili kwa\(\displaystyle 10.0-μA\)?

(b) Ni nini kisicho na maana kuhusu matokeo haya?

Suluhisho
(a)\(\displaystyle −66.7Ω\)
(b) Huwezi kuwa na upinzani hasi.
(c) Ni busara kwamba\(\displaystyle I_G\) ni kubwa kuliko\(\displaystyle I_{tot}\) (angalia Kielelezo). Huwezi kufikia deflection kamili kwa kutumia sasa chini ya unyeti wa galvanometer.

21.5: Vipimo vya Null

96. Je, ni\(\displaystyle emf_x\) ya seli inayopimwa katika potentiometer, ikiwa emf ya seli ya kawaida ni 12.0 V na mizani ya potentiometer\(\displaystyle R_x=5.000Ω\) na\(\displaystyle R_s=2.500Ω\)?

Suluhisho
24.0 V

97. Tumia kiini\(\displaystyle emf_x\) cha kavu ambacho potentiometer ni sawa wakati\(\displaystyle R_x=1.200Ω\), wakati kiini cha kiwango cha alkali na emf ya 1.600 V inahitaji\(\displaystyle R_s=1.247Ω\) kusawazisha potentiometer.

98. Wakati upinzani usiojulikana\(\displaystyle R_x\) umewekwa kwenye daraja la Wheatstone, inawezekana kusawazisha daraja\(\displaystyle R_3\) kwa kurekebisha kuwa\(\displaystyle 2500Ω\). Ni nini\(\displaystyle R_x\) kama\(\displaystyle \frac{R_2}{R_1}=0.625\)?

Suluhisho
\(\displaystyle 1.56 kΩ\)

99. Kwa thamani gani lazima kurekebisha\(\displaystyle R_3\) kusawazisha Wheatstone daraja, kama upinzani haijulikani\(\displaystyle R_x\)\(\displaystyle 100Ω, R1\) ni\(\displaystyle 50.0Ω\), na\(\displaystyle R_2\) ni\(\displaystyle 175Ω\)?

100. (a) Ni nini haijulikani\(\displaystyle emf_x\) katika potentiometer kwamba mizani wakati\(\displaystyle R_x\)\(\displaystyle R_s\) ni\(\displaystyle 10.0Ω\), na mizani wakati ni\(\displaystyle 15.0Ω\) kwa kiwango 3.000-V EMF?

(b) huo\(\displaystyle emf_x\) ni kuwekwa katika potentiometer sawa, ambayo sasa mizani wakati\(\displaystyle R_s\) ni\(\displaystyle 15.0Ω\) kwa kiwango emf ya 3.100 V. nini upinzani\(\displaystyle R_x\) potentiometer usawa?

Suluhisho
(a) 2.00 V
(b)\(\displaystyle 9.68Ω\)

101. Tuseme unataka kupima kupinga katika aina mbalimbali kutoka kwa\(\displaystyle 10.0Ω\)\(\displaystyle 10.0 kΩ\) kutumia daraja la Wheatstone ambalo lina\(\displaystyle \frac{R_2}{R_1}=2.000\). Juu ya aina gani\(\displaystyle R_3\) inapaswa kubadilishwa?

Suluhisho
Range = 5.00Ω hadi 5.00kΩ

21.6: Circuits DC zenye Resistors na Capacitors

102. Kifaa cha muda katika mfumo wa wiper wa magari ya katikati unategemea\(\displaystyle RC\) mara kwa mara na hutumia\(\displaystyle 0.500-μF\) capacitor na kupinga kutofautiana. Juu ya aina gani\(\displaystyle R\) inapaswa kufanywa kutofautiana ili kufikia vipindi vya muda kutoka 2.00 hadi 15.0 s?

Suluhisho
mbalimbali\(\displaystyle 4.00\)\(\displaystyle 30.0 MΩ\)

103. Pacemaker ya moyo huwaka mara 72 kwa dakika, kila wakati capacitor 25.0-NF inashtakiwa (kwa betri katika mfululizo na kupinga) hadi 0.632 ya voltage yake kamili. Thamani ya upinzani ni nini?

104. Muda wa flash ya picha ni kuhusiana na mara kwa\(\displaystyle RC\) mara ya mara kwa mara, ambayo ni\(\displaystyle 0.100 μs\) kwa kamera fulani.

(a) Ikiwa upinzani wa taa ya flash ni\(\displaystyle 0.0400Ω\) wakati wa kutokwa, ni ukubwa gani wa capacitor hutoa nishati yake?

(b) Ni wakati gani wa malipo ya capacitor, ikiwa upinzani wa malipo ni\(\displaystyle 800kΩ\)?

Suluhisho
(a)\(\displaystyle 2.50 μF\)
(b) 2.00 s

105. A 2.00- na\(\displaystyle 7.50-μF\) capacitor inaweza kushikamana katika mfululizo au sambamba, kama inaweza 25.0- na\(\displaystyle 100-kΩ\) kupinga. Tumia\(\displaystyle RC\) mara kwa mara nne iwezekanavyo kutoka kuunganisha uwezo na upinzani katika mfululizo.

106. Baada ya mara mbili za mara kwa mara, ni asilimia gani ya voltage ya mwisho, emf, iko kwenye capacitor ya awali isiyochajwa\(\displaystyle C\), imeshtakiwa kupitia upinzani\(\displaystyle R\)?

Suluhisho
86.5%

107. \(\displaystyle 500-Ω\)Kupinga,\(\displaystyle 1.50-μF\) capacitor isiyochajwa, na emf 6.16-V huunganishwa katika mfululizo.

(a) Sasa ya awali ni nini?

(b) Ni wakati gani\(\displaystyle RC\) mara kwa mara?

(d) Je, ni voltage kwenye capacitor baada ya mara kwa mara moja?

108. Defibrillator ya moyo inayotumiwa kwa mgonjwa ina\(\displaystyle RC\) mara kwa mara ya 10.0 ms kutokana na upinzani wa mgonjwa na uwezo wa defibrillator.

(a) Ikiwa defibrillator ina\(\displaystyle 8.00-μF\) uwezo, ni upinzani gani wa njia kupitia mgonjwa? (Unaweza kupuuza uwezo wa mgonjwa na upinzani wa defibrillator.)

(b) Ikiwa voltage ya awali ni 12.0 kV, inachukua muda gani ili kupungua kwa\(\displaystyle 6.00×10^2V\)?

Suluhisho
(a)\(\displaystyle 1.25 kΩ\)
(b) 30.0 ms

109. Mfuatiliaji wa ECG lazima uwe na\(\displaystyle RC\) muda wa mara kwa mara chini kuliko\(\displaystyle 1.00×10^2μs\) kuwa na uwezo wa kupima tofauti katika voltage juu ya vipindi vidogo vya muda.

(a) Ikiwa upinzani wa mzunguko (kwa sababu hasa ya kifua cha mgonjwa) ni\(\displaystyle 1.00 kΩ\), ni uwezo gani wa juu wa mzunguko?

(b) Je, itakuwa vigumu katika mazoezi ya kupunguza capacitance kwa chini ya thamani kupatikana katika (a)?

110. Kielelezo kinaonyesha jinsi kupinga kwa damu hutumiwa kutekeleza capacitor baada ya kifaa cha umeme kufungwa, kuruhusu mtu kufanya kazi kwenye umeme na hatari ndogo ya mshtuko.

(a) Ni wakati gani mara kwa mara?

(b) Itachukua muda gani ili kupunguza voltage kwenye capacitor hadi 0.250% (5% ya 5%) ya thamani yake kamili mara moja kutokwa huanza?

(c) Kama capacitor ni kushtakiwa kwa voltage\(\displaystyle V_0\) kupitia\(\displaystyle 100-Ω\) upinzani, kuhesabu muda inachukua kuongezeka kwa\(\displaystyle 0.865V_0\) (Hii ni kuhusu mara mbili mara kwa mara.)

Suluhisho
(a) 20.0 s
(b) 120 s
(c) 16.0 ms

111. Kutumia matibabu halisi ya kielelezo, tafuta muda gani unahitajika kutekeleza\(\displaystyle 250-μF\) capacitor kupitia\(\displaystyle 500-Ω\) kupinga hadi 1.00% ya voltage yake ya awali.

112. Kutumia matibabu halisi ya kielelezo, tafuta muda gani unahitajika kulipa capacitor ya awali ya 100-PF bila malipo kwa njia ya\(\displaystyle 75.0-MΩ\) kupinga hadi 90.0% ya voltage yake ya mwisho.

Suluhisho
\(\displaystyle 1.73×10^{−2}s\)

113. Dhana Jumuishi

Ikiwa unataka kuchukua picha ya risasi inayosafiri saa 500 m/s, basi flash fupi sana ya mwanga zinazozalishwa na\(\displaystyle RC\) kutokwa kupitia tube ya flash inaweza kuzuia kuchanganya. Kutokana 1.00 mm ya mwendo wakati wa\(\displaystyle RC\) mara kwa mara moja ni kukubalika, na kutokana na kwamba flash inaendeshwa na\(\displaystyle 600-μF\) capacitor, ni nini upinzani katika tube flash?

Suluhisho
\(\displaystyle 3.33×10^{−3}Ω\)

114. Dhana Jumuishi

Taa ya flashing katika pete ya Krismasi inategemea\(\displaystyle RC\) kutokwa kwa capacitor kupitia upinzani wake. Muda wa ufanisi wa flash ni 0.250 s, wakati ambapo hutoa wastani wa 0.500 W kutoka wastani wa 3.00 V.

(a) Ni nishati gani inayozuia?

(b) Ni kiasi gani cha malipo kinachotembea kupitia taa?

(d) Upinzani wa taa ni nini?

115. Dhana Jumuishi

\(\displaystyle 160-μF\)Kipaji cha kushtakiwa kwa 450 V kinatolewa kwa njia ya\(\displaystyle 31.2-kΩ\) kupinga.

(a) Kupata muda mara kwa mara.

(b) Kuhesabu ongezeko la joto la kupinga, kutokana na kwamba wingi wake ni 2.50 g na joto lake maalum ni\(\displaystyle 1.67\frac{kJ}{kg⋅ºC}\), akibainisha kuwa nishati nyingi za joto huhifadhiwa kwa muda mfupi wa kutokwa.

(d) Je, mabadiliko haya katika upinzani yanaonekana muhimu?

Suluhisho
(a) 4.99 s
(b)\(\displaystyle 3.87ºC\)
(c)\(\displaystyle 31.1 kΩ\)
(d) Hapana

116. Matokeo yasiyo ya maana

(a) Mahesabu capacitance zinahitajika kupata\(\displaystyle RC\) muda mara kwa mara\(\displaystyle 1.00×10^3s\) na\(\displaystyle 0.100-Ω\) resistor.

(b) Ni nini kisicho na maana kuhusu matokeo haya?

117. Kujenga Tatizo lako mwenyewe

Fikiria kitengo cha flash cha kamera. Jenga tatizo ambalo unahesabu ukubwa wa capacitor ambayo huhifadhi nishati kwa taa ya flash. Miongoni mwa mambo ya kuchukuliwa ni voltage kutumika kwa capacitor, nishati zinahitajika katika flash na malipo yanayohusiana zinahitajika kwenye capacitor, upinzani wa taa flash wakati wa kutokwa, na taka RC ukubwa 12 {ital “RC"} {} wakati mara kwa mara.

118. Kujenga Tatizo lako mwenyewe

Fikiria rechargeable lithiamu kiini kwamba ni kutumika kwa nguvu camcorder. Jenga tatizo ambalo unahesabu upinzani wa ndani wa seli wakati wa operesheni ya kawaida. Pia, hesabu pato la chini la voltage ya chaja ya betri ili kutumiwa kurejesha kiini chako cha lithiamu. Miongoni mwa mambo ya kuchukuliwa ni emf na muhimu terminal voltage ya seli lithiamu na sasa inapaswa kuwa na uwezo wa ugavi kwa camcorder.

Wachangiaji na Majina

Template:ContribOpenStaxCollege