№30приемник энергии с сопротивлением r=12 ом питается от аккумуляторной батареи с эдс еб=120 в при напряжении u=108 в, емкость одного элемента батареи qэ=60 а·ч при времени разряда t=12 ч, а эдс одного элемента еэ=2 в.составить схему батареи, т.е. определить количество элементов и их соединения. определить также внутреннее сопротивление батареи r0б и одного элемента r0э.начертить схему батареи с приемником энергии.
Дано:
С1=90 nф
С2=0,2 nф
С3=0,3 nф
С4=0,88 nф
С5=10 nф
U=270 в.
Найти:
С.экв и напряжение на каждом конденсаторе а также вычислить энергию, запасенную в конденсаторе С2
1/C23 = 1/C2 + 1/C3 = 1/0,2 + 1/0,3 = 5/0,6
C23 = 0,6/5 = 0,12 nф = 0,12*10^-12 ф
C234 = C23 +C4 = 0,12 +0,88 = 1 nф = 1*10^-12 ф
1/С.экв = 1/C1 + 1/C234 + 1/C5 = 1/90 + 1/1 + 1/10 = 100/90 =10/9
С.экв = 9/10 = 0.9 nф = 0,9*10^-12 ф
Q = С.экв *U = 0,9*10^-12 * 270 = 0,243 *10^-9 Кл
Q1 = Q234 = Q5 =Q = 0,243 *10^-9 Кл
U1 = Q1/C1 = 0,243 *10^-9 / 90*10^-12 = 2,7 B
U5 = Q5/C5 = 0,243 *10^-9 / 10*10^-12 = 24,3 B
U234 = U - U1 - U5 =270 -2,7 -24,3 = 243 B
U4 = U23 = U234 = 243 B
Q23 = C23 *U23 = 0,12*10^-12 * 243 = 0,02916 *10^-9 Кл
Q2 = Q3 = Q23 = 0,02916 *10^-9 Кл
U2 = Q2/C2 = 0,02916*10^-9 / 0,2*10^-12 = 145,8 B
U3 = U23 - U2 = 243 - 145,8 = 97,2 B
W2 = C2(U2)²/2 = 0,2*10^-12*(145,8)²/2 = 2,1*10^-9 Дж = 2,1 нДж
С.экв = 0.9 nф
U1 = 2,7 B
U2 = 145,8 B
U3 = 97,2 B
U4 = 243 B
U5 = 24,3 B
W2 = 2,1 нДж
А =F*s*cos (alpha), (1)
где F - сила, действующая на автомобиль (Дж) ,
s - пройденный путь (s = 100 м) ,
alpha - угол между направлением силы тяжести и поверхностью дороги, численно равный разнице 90 град - (минус) угол между поверхностью дороги и горизонтом, т. е. ( 90-4 = 86 град)
F = m*g, (2)
где m - масса автомобиля (m=10 т =10000 кг)
g - ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с)
Подставляем значения в формулы (2) и (1) и имеем:
F = m*g = 10000*9,81 = 98100 (Н)
A = F*s*cos(alpha) = 98100*100*cos(86 град) = 9810000*0,069756= 684306,36 (Дж) = 68,43 (кДж)
Удачи!