Заряд через резистор после размыкания ключа
5/10В электрическую цепь, схема которой представлена на рисунке, подключён нелинейный элемент НЭ, вольтамперная характеристика которого имеет вид \(U = \alpha I^2\), где \(\alpha = 0{,}9\,\text{В/А}^2\), ЭДС источника и его внутреннее сопротивление равны соответственно \(12\,\text{В}\) и \(1\,\text{Ом}\), \(R = 2\,\text{Ом}\), \(L = 50\,\text{мГн}\). Ключ замыкают. Через некоторое время сила тока в цепи практически перестаёт изменяться. Ключ размыкают. Найдите заряд, протекший через сопротивление \(R\) после размыкания ключа. Ответ приведите в \(\text{мКл}\) с округлением до целых. Сопротивление диода в прямом направлении много меньше \(R\), в обратном — бесконечно велико.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСразу после размыкания ток через катушку сохраняется, и весь он течёт через резистор \(R\) (диод пропускает ток в одном направлении). Заряд найдите из закона электромагнитной индукции для катушки.
РешениеИз второго правила Кирхгофа и формулы ВАХ нелинейного элемента сила тока через источник в установившемся режиме: \[I = -\frac{r}{2\alpha} + \sqrt{\left(\frac{r}{2\alpha}\right)^2 + \frac{\varepsilon}{\alpha}}.\] Сразу после размыкания ключа ток в катушке не изменяется. Заряд, протекший через сопротивление \(R\), находим из уравнения \(-L\dfrac{\Delta I}{\Delta t} = R\dfrac{\Delta q}{\Delta t}\): \[q = \frac{LI}{R}.\]
Похожие задачи
- Размыкание ключа в цепи с катушкой Физтех 2023/24, 11 кл.
- RLC-цепь МОШ 2023/24, 11 кл.
- 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.