6.Переменный ток

6. ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК

6.1. Каким должно быть сопротивление R

С

R

электрической цепи, изображенной на рисунке 6.1,

чтобы ток, текущий по нему был равен I=0,5 А, ес-

ли С=5 мкФ, U=200 В, частота переменного тока

~U

ν=100 Гц? Ответ: R=243 Ом.

Рис.6.1

6.2. Чему равна индуктивность катушки L в

R

L

электрической цепи, изображенной на рисунке

6. 2, если амперметр показывает ток 0,7 А, а

А

U=140 В? Сопротивление резистора R=150 Ом,

~U

частота переменного тока ν=50 Гц, сопротивлени-

ями остальных элементов цепи пренебречь. От-

Рис.6.2

вет: L=0,42 Гн.

6.3.Катушка намотана медным проводом диаметром d=0,2 мм с общей длиной l=314 м и имеет индуктивность L=0,5 Гн. Определить сопротивление катушки: 1) в цепи постоянного тока; 2) в цепи переменного тока

счастотой ν=50 Гц. Ответ: R=160 Ом; R=224 Ом.

6.4.Катушку с активным сопротивлением R=20 Ом, индуктивностью

L=

1

Гн подключают сначала к источнику постоянного тока с напряжением

U=20 В, а потом- к источнику переменного тока с действующим напряжением Uд=20 В и частотой ν=50 Гц. Во сколько раз при этом изменилась сила тока в катушке? Ответ: уменьшилась в 2,24 раза.

6.5.К источнику переменного тока с круговой частотой ω=103 рад/с

подключены реостат, намотанный нихромовой проволокой с сечением S=1 мм2 и длиной l=75 м, конденсатор емкостью С=2,5 мкФ, катушка индуктивностью L=0,44 Гн. Рассчитать сопротивление каждого элемента цепи и их общее сопротивление. Ответ: 30 Ом; 400 Ом; 440 Ом; 50 Ом.

6.6.Конденсатор емкостью С=16 мкФ, катушка индуктивностью L=1 Гн и активное сопротивление R=100 Ом подключены последовательно к источнику переменного тока с напряжением U=220 В и частотой ν=50 Гц. Найти ток, текущий в такой цепи. Как изменится сила тока в цепи, если увеличить сопротивление конденсатора путем уменьшения его емкости до

10 мкФ? Ответ:1,44 А; 2,2 А.

6.7.Соленоид с индуктивностью L=7 мГн и активным сопротивле-

нием R=44 Ом подключили к источнику постоянного напряжения U0, а затем к генератору синусоидального напряжения с действующим значением

напряжения Uд=U0.

При какой частоте генератора мощность, потребляемая соленоидом, будет в 5 раз меньше, чем в первом случае? Ответ: ν=2 кГц.

33

6.8.Катушка с индуктивностью L=0,1 Гн и омическим сопротивлением R=2 Ом соединена последовательно с конденсатором. Эта система присоединена к источнику переменного тока. Какова должна быть емкость конденсатора, чтобы при частоте 50 Гц по катушке шел наиболее сильный ток? Ответ: С=0,1 мФ.

6.9.Катушка длиной 25 см и радиусом 2 см имеет обмотку 1000 витков медного провода с площадью поперечного сечения 1 мм2. Катушка включена в цепь переменного тока частотой 50 Гц. Какую часть полного сопротивления катушки составляет: 1) активное сопротивление; 2) индуктивное сопротивление? Ответ: 1) 0,7; 2) 0,7.

6.10.Плоский конденсатор с площадью пластин S=100 м2 и расстоянием между ними d=2 мкм заполнен диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε=2. Конденсатор подключают последовательно с сопротивлением R=1,0 МОм в цепь переменного тока частотой ν=360 Гц. Какую часть полного сопротивления цепи будет составлять сопротивление конденсатора? Как изменится это отношение, если из конденсатора вытечет диэлектрик? Ответ: 0,45; 0,7.

6.11.Конденсатор емкостью в C=20 мкФ и реостат, активное сопротивление которого равно R=80,0 Ом, включены последовательно в цепь переменного тока частотой ν=50 Гц. Какую часть напряжения, приложенного к этой цепи, составляет падение напряжения: 1) на катушке; 2) на рео-

стате? Ответ: 1) 0,89; 2) 0,45.

6.12.Реостат, активное сопротивление которого равно R=90 Ом, и катушка индуктивностью L=0,19 Гн включены последовательно в цепь переменного тока частотой ν=50 Гц. Какую часть напряжения, приложенного

кэтой цепи, составляет падение напряжения: 1) на катушке; 2) на реостате?

Ответ: 1) 0,56; 2) 0,83.

6.13.Конденсатор и электрическая лампочка соединены последовательно в цепь переменного тока напряжением 440 В и частотой 50 Гц. Какую емкость должен иметь конденсатор для того, чтобы через лампочку протекал ток в 0,5 А и падение напряжения на лампочке было равно 110 В? Ответ: 3,7 мкФ.

6.14.Катушка индуктивности и электрическая лампочка соединены последовательно и включены в цепь переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Чему равна индуктивность катушки, если через лампочку протекает ток в 0,4 А, а падение потенциала на лампочке равно 110 В? Ответ: 1,5 Гн.

6.15.В цепь переменного напряжения 220 В и частотой 50 Гц включены последовательно емкость 35,4 мкФ, активное сопротивление 100 Ом и индуктивность 0,7 Гн. Найти силу тока в цепи и падение напряжения на емкости, омическом сопротивлении и индуктивности. Ответ: 1,34 А; 121 В; 134 В; 295 В.

34

6.16.Лампочка с активным сопротивлением R=50 Ом включена последовательно с индуктивностью L=0,19 Гн в сеть переменного тока частоты 50 Гц и потребляет мощность P=68 Вт. Чему станет равна потребляемая лампочкой мощность, если в цепь последовательно включить конденсатор С=106 мкФ? Ответ: 122 Вт.

6.17.Катушка намотана в один слой медным проводом диаметром 0,2 мм на цилиндрический каркас диаметром 1,0 см и длиной 8,0 см так, что витки плотно прилегают к друг другу. Катушка подключена к источнику переменного тока с напряжением 10 В и частотой 4 Гц. Определить индуктивность катушки и силу тока в ней. Какой станет сила тока, если катушку присоединить к источнику постоянного тока с таким же напряжением? Ответ: 0,2 мГн; 1,2 А; 1,47 А.

6.18.Колебательный контур, содержащий последовательно соединенные катушку индуктивности L, конденсатор емкостью С=2,5 мкФ м активное сопротивление R=1,27 кОм, подключен к источнику переменного тока частотой ν=50 Гц. Индуктивность контура подобрана таким образом, что в контуре течет максимально возможный ток. Как изменится величина этого тока, если из конденсатора вытечет диэлектрик с проницаемостью ε=3? Ответ: уменьшится в 2,24 раза.

6.19.К источнику переменного тока с напряжением 30 В и круговой частотой 104 с-1 последовательно соединены катушка с индуктивностью 0,6 мГн и с активным сопротивлением 3 Ом и батарея конденсаторов переменной емкости от 10 до 50 мкФ. В каких пределах будет изменяться сила тока

вэтой цепи, если емкость батареи плавно изменять от минимального до максимального значения? Ответ: от 6 до 10 А.

6.20.В цепь переменного напряжения U=10 В и частотой ν=100 кГц

включены последовательно резистор R=60 Ом м плоский конденсатор(площадь пластин S=103 см2, расстояние между пластинами d=0,1 мм, диэлектрическая проницаемость диэлектрика между пластинами ε=2). На сколько и как изменится мощность, выделяемая на резисторе, если в цепь дополнительно включить катушку с индуктивностью L=0,143 Гн? Ответ: на

0,42 Вт.

6.21.В колебательный контур, изображенный на

рисунке 6.21, емкость плоского воздушного конденса-	С			L			R
тора может изменяться путем изменения площади пе-
рекрывания пластин. Чему равна эта площадь, если
расстояние между пластинами конденсатора d=1,0 мм,				~U
а в контуре при частоте ν=100 кГц течет максимально			Рис. 6.21
возможный ток? Индуктивность катушки L=0,29 Гн.
Ответ: 10 см2.
6.22. Катушка индуктивностью L=0,1 Гн и сопротивление R=10 Ом
подключили к источнику переменного тока с циклической				частотой

ω =100 с-1. При этом по катушке шел ток I=1,0 А. Каким станет ток после

35

подключения последовательно катушке конденсатора емкости С=2 мФ? Ответ: 1,27 А.

6.23.Найти количество теплоты, выделяемое за время t=5 минут на катушке индуктивностью L=5 мГн и сопротивлением R=2,75 Ом, подключенной к источнику переменного тока с амплитудным значением ЭДС U0=5

Ви частотой ν =50 Гц. Ответ: 1030 Дж.

6.24.За время t=5 минут на катушке индуктивностью L=20 мГн и сопротивлением R=6,0 Ом, подключенной к источнику переменного тока с циклической частотой ω=300 рад/с выделилось количество теплоты Q=18 Дж. Последовательно катушке в цепь подключают конденсатор емкости С=278 мкФ. Сколько тепла после этого выделится на катушке за время τ=10 минут? Ответ: 36 Дж.

6.25.Как изменится ток в колебательном контуре, состоящем из последовательно соединенных катушки с индуктивностью L, конденсатора емкости С=0,5 мФ и реостата сопротивлением R=10 Ом, если в контур последовательно включить еще одну такую же катушку. рассмотреть два слу-

чая: 1) L=0,25 Гн; 2) L=0,075 Гн. Циклическая частота в обоих случаях равна ω=100 с-1. Ответ: 1) уменьшится в 2,8 раза; 2) увеличится в 1,4 раза.

36

Видео с вопросом: Расчет сопротивления катушки гальванометра

Стенограмма видео

На рисунке ниже показан шкала гальванометра, когда она используется для измерения силы тока, и шкала, когда она подключен к умножающему резистору на 4200 Ом для измерения разности потенциалов через резистор. Рассчитать сопротивление катушка гальванометра. (А) 800 Ом, (Б) 1250 Ом, (С) 2950 Ом, (D) 5000 Ом.

Вопрос просит нас рассчитать сопротивление катушки гальванометра. Гальванометр преобразуется в вольтметр путем соединения с множительным резистором сопротивлением 4200 Ом. Напомним, что множительный резистор необходимо соединить последовательно с гальванометром, чтобы преобразовать гальванометр в вольтметр. Теперь давайте также вспомним, что вольтметр должен быть подключен параллельно компоненту цепи, например, резистор 𝑅, чтобы измерить разность потенциалов на компоненте.

Вопрос содержит диаграмму показывает диапазон значений, которые может измерить гальванометр. Шкала разности потенциалов гальванометр имеет четыре метки, кроме нулевой метки. Метки расположены через равные промежутки и каждая метка измеряет изменение разности потенциалов на пять вольт. При полном отклонении, т. Таким образом, на этом дальнем конце шкалы измеренная разность потенциалов составляет четыре умножить на пять вольт, что составляет 20 вольт. Текущий масштаб гальванометр использует те же отметки, что и шкала разности потенциалов. При полном отклонении измеренный ток составляет четыре миллиампера или 0,004 ампера.

Далее, давайте вспомним, что есть уравнение для множителя сопротивления, необходимого для преобразования гальванометра в вольтметр. Это уравнение говорит о том, что множитель сопротивления 𝑅 𝑀 равен 𝑉 max сверх 𝐼 𝐺 минус 𝑅 𝐺, где 𝑉 max это максимальная разность потенциалов, которую можно измерить. 𝐼 𝐺 — ток через гальванометра при этой максимальной разности потенциалов. А 𝑅 𝐺 — сопротивление катушка гальванометра.

Мы пытаемся рассчитать сопротивление катушки гальванометра, поэтому давайте перепишем уравнение так, чтобы 𝑅 𝐺 предмет. Мы можем добавить 𝑅 𝐺 к обеим сторонам уравнение. Положительное и отрицательное 𝑅 𝐺 термины затем отменить на правой стороне. Затем мы можем вычесть 𝑅 𝑀 из обе стороны, так что положительный и отрицательный 𝑅 𝑀 члены слева сокращаются. Тогда мы имеем, что 𝑅 𝐺 равно 𝑉 макс больше 𝐼 𝐺 минус 𝑅 𝑀. В этом случае мы имеем, что максимальная разность потенциалов 𝑉 max равна 20 вольтам.

Мы также знаем, что текущий 𝐼 𝐺 составляет 0,004 ампера. И нам говорят, что множитель сопротивление 𝑅 𝑀 равно 4200 Ом. Подставив эти значения в это уравнение, мы имеем, что 𝑅 𝐺 равно 20 вольт на 0,004 ампер минус 4200 Ом. 20 вольт больше 0,004 ампера равно 5000 Ом. Итак, имеем 5000 Ом минус 4200 Ом, что составляет 800 Ом. Это соответствует значению, указанному в вариант (А).

Таким образом, правильный ответ дается вариантом (А). Сопротивление гальванометра катушка 800 Ом.

plc — Управление соленоидом 12–24 В 20 Ом от входного сигнала 24 В 0,5 А

спросил 2 года, 2 месяца назад

Изменено 1 год, 6 месяцев назад

Просмотрено 435 раз

\$\начало группы\$

У меня был вопрос о попытке получить соленоид с сопротивлением 20 Ом для питания от источника питания 24 В, ограниченного 0,5 ампер.

Я попытался последовательно подключить резистор 10 Ом, чтобы снизить управляющее напряжение до 16 В, но в итоге резистор сгорел. Однако клапан работал правильно до того, как резистор сгорел. Есть ли где-нибудь поиск по номеру детали резистора с более высоким усилителем?

Я знаю, что должен использовать реле и управлять им как альтернативной схемой, но это полевой вариант, и у меня нет ресурсов для создания даже крошечного панельного банкомата… Буду признателен за любую помощь, цель это заставить его работать 😀

Приложение управляет клапаном, который подключен к плате вывода DYPB блока клапанов SMC EX600. Руководство здесь.

• ПЛК
• 24 В

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Проверьте расчеты: V = 24 В, R = 20 Ом. Если вы соедините их вместе, вы получите \$ I = \frac V R = \frac {24}{20} = 1,2 \\text A\$, что слишком много для вашего блока питания. 92 \times 20 = 7,2 \\text Вт\$. Вам понадобится проволочный резистор мощностью 10 Вт, установленный на подходящем радиаторе.

В качестве быстрого решения вы можете попробовать подключить задний фонарь мощностью 6 Вт, 12 В последовательно с соленоидом. Измерьте ток и некоторое время следите за температурой блока питания, чтобы убедиться, что вы не собираетесь устроить пожар.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Если у вас действительно есть источник питания, ограниченный 500 мА, вам необходимо увеличить питание.

Крайне маловероятно, что клапан, рассчитанный на ток 1,2 А, будет надежно работать при меньшем, чем половина номинального тока.

Предлагаемое вами решение приводит к перегрузке источника питания на 60% и недостаточному питанию клапана на 33%.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Попробуйте эту схему.