Задачи › Переходные процессы в RL- и RLC-цепях, диод и катушка

Две катушки и резистор

  1. Две катушки и резистор

    Белорусская 1989/90, заключительный этап, 11 кл. · №24378

    11-3. В схеме на рисунке после установления токов мгновенно перебрасывают ключ из положения 1 в положение 2. Считая катушки \(L_1\) и \(L_2\) идеальными, определите количество теплоты, которое выделится на резисторе \(R\).

    Рисунок
    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    До переключения катушки шунтируют резистор \(R\), поэтому ток в них определяется только \(r\). После переключения ток катушки \(L_1\) замыкается сам на себя, а энергия катушки \(L_2\) переходит в тепло.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(Q=\dfrac{L_2U_0^2}{2r^2}\).

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    11-3. До переключения силу тока в катушках найдем из условия:

    \[I _ { 0 } = \frac { U _ { 0 } } { r } .\]

    Рисунок

    (В этом случае ток через \(R\) не идет, т.к. катушки шунтируют его). После переключения ток в катушке 1 сохранит свое значение, двигаясь по замкнутому контуру, а в катушке 2 спадет до нуля. Таким образом, в тепло перейдет энергия этой катушки:

    \[W = \frac { L _ { 2 } I _ { 0 } ^ { 2 } } { 2 } = L _ { 2 } \frac { U _ { 0 } ^ { 2 } } { 2 r ^ { 2 } } .\]

    Теплота выделится на резисторе \(R\), т.к. во втором положении ключа участок цепи с резистором \(r\) и источником тока разомкнут.

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиНашли ошибку?

Похожие задачи