Лампочка и катушка при замыкании ключа
6/10В цепи (см. рис.) катушка индуктивности и источник идеальные, \(L = 0{,}4\) Гн, \(E = 120\) В, \(R_1 = 100\) Ом, \(R_2 = 400\) Ом. Вольт-амперная характеристика лампочки накаливания приведена на рисунке. Ключ \(K\) замыкают.
Найти ток \(I_{10}\) через \(R_1\) сразу после замыкания ключа.
Найти скорость возрастания тока через катушку сразу после замыкания ключа.
Найти ток через лампочку в установившемся режиме после замыкания ключа.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСразу после замыкания ток катушки равен нулю, поэтому ток идёт через \(R_2\) и \(R_1\) в обход лампочки. В установившемся режиме лампочка подключена параллельно \(R_2\), а катушка не даёт падения напряжения; запишите нагрузочную прямую.
Ответ1) \(I_{10} = 0{,}24\) А; 2) \(I' = 240\) А/с; 3) \(I \approx 0{,}60\) А.
Решение1) \(I_{10} = \dfrac{E}{R_1 + R_2} = 0{,}24\) А.
2) \(I' = \dfrac{I_{10}R_2}{L} = 240\) А/с.
3) Пусть в установившемся режиме ток через лампочку \(I\), напряжение на ней \(U\). Тогда \[I + \frac{U}{R_2} = \frac{E - U}{R_1}.\] У нас \(80I + U = 96\) — нагрузочная прямая. Её пересечение с вольт-амперной характеристикой даёт ток \(I \approx 0{,}60\) А. Допустимые пределы \(0{,}58 < I < 0{,}62\) А.
Похожие задачи
- Катушка и резистор: ключ замыкают и размыкают Физтех 2008/09, 11 кл.
- Замыкание и размыкание цепи с катушкой Физтех 2010/11, 11 кл.
- Цепь с катушкой: замыкание и размыкание ключа Физтех 2014/15, 11 кл.
- Ток через резистор сразу после замыкания ключа Ведомственная 2017/18, 11 кл.
- Катушка и конденсаторы с батареей Курчатов 2021/22, 11 кл.
- Цепь с катушками при замыкании ключа Физтех 2022/23, 11 кл.