Гальванічний елемент з ЕРС Е і внутрішнім опором r замикають на зовнішнє коло опору R. Визначити залежність к.к.д. елемента і корисної потужності від зовнішнього опору R

 K одному концу лёгкой пружины жёсткостью k = 100 Н/м прикреплён массивный груз, лежащий на горизонтальной плоскости, другой конец пружины закреплён неподвижно (см. рисунок). Коэфφциент трения груза по плоскости ? = 0,2. Груз смещают по горизонтали, растягивая пружину, затем отпускают с начальной скоростью, равной нулю. Груз движется в одном направлении и затем останавливается в положении, в котором пружина уже сжата. Максимальное растяжение пружины, при котором груз движется таким образом, равно d = 15 см. Найдите массу m груза.

I(t) = (0,2 + 0,0118 e-37889t- 0,2118 e-2111t), А

Объяснение:

Решение

Ищем решение в виде суммы принужденного и свободного значений.

    I = Iпр+ Iсв.

Рассчитав установившийся режим схемы (после коммутации), найдем

принужденное значение:

  iCпр = 0; Iпр = iRпр = Ε/R = 0,2 А.

Для определения свободной составляющей тока составим характери-

стическое уравнение цепи.

   p2LCR + pL + R = 0.

Подставив значения, получим

   6,25·10-7p2 + 0,025 p +50 = 0.

Это уравнение имеет действительные корни

   p1 = -37889 c-1, p2 = -2111 c-1.

Свободная составляющая решения имеет вид

   Iсв = А е-37889 t + B e-2111t.

Для определения постоянных интегрирования А и В запишем для

начального момента времени (после коммутации) выражение для тока I

 I(0) = Iпр(0) + Iсв(0) = 0,2 + А + В

и его производную

dI/dt |■(@t=0)=┤  (dI_пр)/dt |■(@t=0)+(dI_св)/(dt ) ├|■(@t=0)=0-37889A-2111B┤┤.

Согласно законам коммутации dI/dt |■(@t=0)=┤0. Получаем систему уравне-

ний                                  A + B = - 0,2

  -37889 A – 2111 В = 0.

Эта система имеет решение

  A = 0,0118 A, B=-0,2118 A.

Ток через индуктивность равен

  I(t) = (0,2 + 0,0118 e-37889t- 0,2118 e-2111t), А

ответ: I(t) = (0,2 + 0,0118 e-37889t- 0,2118 e-2111t), А