С ФИЗИКОЙ Вариант № 1
В сеть переменного тока напряжением U=220 В с частотой f=50 Гц включена катушка с активным сопротивлением R=12 Ом и индуктивностью L=51 мГн.
Определить индуктивное ХL и полное Z сопротивления цени; показания амперметра и вольтметра, включенных в цепь.
Начертить схему цепи и построить векторную диаграмму тока и напряжений в масштабе mU=22 В/см. Пояснить построение диаграммы.
У нас есть сеть переменного тока с напряжением U = 220 В и частотой f = 50 Гц. В эту сеть включена катушка с активным сопротивлением R = 12 Ом и индуктивностью L = 51 мГн.
Чтобы определить индуктивное сопротивление XL и полное сопротивление Z, мы воспользуемся формулами. Индуктивное сопротивление можно найти по формуле XL = 2 * π * f * L, где π - математическая константа, f - частота, L - индуктивность. В нашем случае:
XL = 2 * π * 50 Гц * 51 мГн = 2 * 3.14 * 50 * 0.051 Гн ≈ 16 Ом.
Теперь найдем полное сопротивление Z по формуле: Z = √(R^2 + XL^2), где R - активное сопротивление. Подставим известные значения:
Z = √(12^2 + 16^2) ≈ √(144 + 256) ≈ √400 ≈ 20 Ом.
Теперь давайте рассмотрим показания амперметра и вольтметра, которые включены в цепь. Амперметр измеряет силу тока, то есть его показания покажут нам силу тока в цепи. Вольтметр измеряет напряжение, то есть покажет нам значение напряжения на катушке.
Теперь предлагаю нарисовать схему цепи и построить векторную диаграмму. Цепь будет выглядеть следующим образом:
```
+-------------------+ U
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
|_________|
```
Согласно условию, напряжение в сети U = 220 В. Мы можем взять эту величину как масштаб по вертикальной оси нашей векторной диаграммы. По горизонтальной оси будем строить векторы для активного сопротивления R, индуктивного сопротивления XL и полного сопротивления Z.
Масштаб mU = 22 В/см. Построим векторы активного сопротивления R, индуктивного сопротивления XL и полного сопротивления Z. Для этого каждому сопротивлению сопоставим отрезок нашего масштаба mU.
Длина вектора активного сопротивления R будет равна R/mU = 12 Ом / 22 В/см ≈ 0.55 см. Таким образом, нам нужно провести от точки начала вектор длиной ≈ 0.55 см вправо.
Длина вектора индуктивного сопротивления XL будет равна XL/mU = 16 Ом / 22 В/см ≈ 0.73 см. Таким образом, нам нужно провести от конца вектора активного сопротивления длиной ≈ 0.73 см вверх.
Длина вектора полного сопротивления Z будет равна Z/mU = 20 Ом / 22 В/см ≈ 0.91 см. Таким образом, нам нужно провести от точки начала вектор длиной ≈ 0.91 см под углом к вектору активного сопротивления.
На векторной диаграмме также можно отметить напряжение U в сети, проведя от начала вектор, длиной 220 В / 22 В/см ≈ 10 см вверх.
Надеюсь, данный ответ помог вам разобраться в вопросе по физике. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать!