Нелинейный элемент
5/10В цепи (рис. слева) электродвижущая сила источника \(\mathcal{E} = 12\) В, сопротивление резистора \(R = 4\) Ом, индуктивность катушки \(L = 0{,}5\) Гн, а нелинейный элемент Э имеет известную вольт-амперную характеристику \(I(U)\) (рис. справа). В начальный момент ключ \(K\) разомкнут, ток в катушке не течёт.
Какое количество теплоты выделится на нелинейном элементе после замыкания ключа?
Построить качественный график зависимости тока в катушке от времени. Укажите характерные точки на графике. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПока ток через нелинейный элемент течёт, напряжение на нём (и на катушке) равно \(U_0\), так что ток катушки растёт линейно, а через резистор идёт ток \((\mathcal{E}-U_0)/R\). Когда ток катушки достигнет этого значения, элемент «закроется», и дальше цепь — обычная \(RL\)-цепь.
Ответ1) \(Q = \dfrac{L}{2}\left(\dfrac{\mathcal{E} - U_0}{R}\right)^2 = 1\) Дж; 2) см. рисунок.
Похожие задачи
- Перемотка катушки МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
- Сверхпроводящий соленоид и источник ВсОШ 2004/05, 11 кл.
- Катушка с ключом (C1) ЕГЭ 2013, 11 кл.
- Две катушки и резистор ВсОШ 2002/03, 11 кл.
- Электрическая схема с индуктивностью ВсОШ 2008/09, 11 кл.
- Катушка после выключения поля Ведомственная 2021/22, 11 кл.