МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
№3015 від 27.04.2010
РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ НА ЗАСТОСУВАННЯ ЗАКОНІВ ПОСТІЙНОГО ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до практичної роботи № 1
з курсу “Поля і хвилі в системах ТЗІ”
для студентів базового напрямку
6.170102 «Системи технічного захисту інформації»
Затверджено
на засіданні кафедри
“Захист інформації” протокол № від .2011 р.
Львів – 2011
Розв’язування задач на застосування законів постійного електричного струму: Методичні вказівки до практичної роботи з курсу “Поля і хвилі в системах ТЗІ” для студентів базового напрямку 6.170102 «Системи технічного захисту інформації» / Укл. Л.М. Ракобовчук, С.О. Юр’єв, М.І.Лосик. - Львів: НУЛП, 2011. - 10с.
Укладачі: Ракобовчук Л.М., канд. техн. наук, доц.
Юр’єв С.О., канд. техн. наук, доц.
Лосик М.І., канд. техн. наук, доц.
Відповідальний за випуск: Дудикевич В.Б., проф., д.т.н, зав.каф. Захисту інформації
Рецензент:
Максимович В.М., доктор техн. наук, проф.
Метою роботи є отримання навиків застосування законів постійного електричного струму для вирішення практичних задач.
1. ПРИКЛАДИ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ.
Задачі на застосування законів постійного струму зручно поділити на три групи:
1) задачі на обчислення опорів, сил струмів, напруг і електрорушійних сил джерел струму;
2) задачі на обчислення роботи, потужності й теплової дії струму;
3) задачі, пов'язані з проходженням струму через електроліти.
Задачі на обчислення сил струмів, напруг і електрорушійних сил джерел струму.
Задача 1. У плоский конденсатор, обкладками якого є квадратні пластини з стороною а = 20 см, вводять з сталою швидкістю діелектричну пластину (( = 3,3) товщиною (d = 2,5 мм, яка щільно прилягає до обкладинок. Конденсатор під'єднано до батареї з ЕРС Е = 200 В. З якою швидкістю треба пересувати пластину, щоб у колі проходив струм силою І = 3*10-6 А?
Розв'язок. Сила струму
де зміна заряду конденсатора в результаті внесення пластинки буде
Площа пластинки
S = а2.
Тоді
Швидкість пересування пластинки
Задача 2. Визначити густину струму в провіднику довжиною L= 10 м з питомим опором ( = 5,5 10-7 Ом м, якщо напруга на його кінцях U = 10 В.
Розв'язок. Згідно з законом Ома сила струму
Густина струму
j = 1.8 * 106 A/ м2
1.2. Задачі на обчислення потужності і теплової дії струму.
Повну потужність струму визначають за формулою
P = I U
Потужність, яка витрачається лише на теплову дію струму, визначають за формулою
Потужність струму, яка виділяється на ділянці кола визначається за формулою
Потужність струму, яку розвиває джерело, обчислюють за формулою
При обчислюванні потужності, яка виділяється в зовнішньому колі, доцільно вважати, що ця потужність максимальна тоді, коли зовнішній опір кола дорівнює внутрішньому опорові джерела.
Задача 3. При силі струму 11=10 А в зовнішній частині кола виділяється потужність Р =- 200 Вт, а при силі струму І2=15 А — потужність Р2=240 Вт. Визначити внутрішній опір джерела струму, його ЕРС і силу струму короткого замикання.
Розв'язок. Знайдемо опір зовнішньої частини кола з формул потужності
а також з формул закону Ома для повного кола
Прирівняємо праві частини цих рівностей
З останніх рівнянь отримаємо
Сила струму короткого замикання
Задача 4. Визначити масу міді, потрібну для виготовлення двопровідної лінії електропередачі постійного струму довжиною l=1,5 км, якщо максимальна потужність, яка передається споживачеві, Р= 80 кВт; напруга постійного струму на підстанції U=390 В, допустимі втрати напруги в лінії п=5%. Густина міді D= 8,9 103 кг/м3, питомий опір р=1,7*10-8 Ом* м.
Розв'язок. Маса міді
т=2/ SD.
Площу поперечного перерізу дроту знайдемо з формули опору
Тоді
Спад напруги на лінії дорінює nU, а сила струму в проводах
Споживана потужніст...
