Zestaw zadań do zajęć wyrównawczych z fizyki

Zestaw zadań do zajęć wyrównawczych z fizyki dla IFT
15. Prąd przemienny.
1. Pojęcia podstawowe
1.1 Omówić pojęcie siły elektromotorycznej samoindukcji,
1.2 Omówić pojęcie natężenia i napięcia skutecznego prądu przemiennego;
1.3 Omówić podstawowe własności transformatora prądu przemiennego.
2. Rozwiąż zadania
2.1 Napięcie skuteczne w sieci prądu przemiennego o częstotliwości ν =50Hz wynosi Us = 120V. Ile czasu
∆t będzie świecić neonówka podczas każdego półokresu, jeżeli napięcie zapłonu neonówki wynosi
Uz = 84V, a napięcie gaśnięcia Ug = 72V?
2.2 Do sieci prądu przemiennego o napięciu skutecznym Us = 120V włączono szeregowo przewodnik
o oporze R = 15 Ω oraz cewkę o indukcyjności L = 50 mH. Obliczyć częstotliwość ν napięcia, jeżeli
amplituda natężenia prądu wynosi Im = 7A.
2.3 Transformator podwyższający napięcie z U1 = 100V do U2 = 3300V ma rdzeń w kształcie pierścienia.
Na rdzeń nałożono przewód i przyłączono go do woltomierza. Woltomierz wskazał napięcie U = 0.5V.
Ile zwojów mają uzwojenia transformatora i jaka jest jego przekładnia?
2.4 Cewkę o oporze indukcyjnym RL = 500Ω włączono do sieci elektrycznej o napięciu skutecznym
Us = 110V.
a) Obliczyć amplitudę natężenia prądu Im i indukcyjność cewki L, jeżeli wiadomo, że częstotliwość
zmian napięcia ν = 60Hz. Cewka ma tylko opór indukcyjny.
b) Jaką pojemność C powinien mieć kondensator, by po jego szeregowym włączeniu do obwodu nie
zmieniła się amplituda natężenia prądu?
2.5 Do sieci prądu przemiennego o napięciu skutecznym Us = 120V włączono szeregowo przewodnik
o oporze R = 15Ω oraz cewkę o indukcyjności L = 50mH. Obliczyć częstotliwość ν napięcia, jeżeli
amplituda natężenia prądu Im = 7A.
2.6 Obliczyć impedancję Z obwodu składającego się z szeregowo połączonych kondensatora o pojemności
C = 0.1µF i cewki o indukcyjności L = 0.5H, jeżeli częstotliwość prądu przemiennego płynącego
w tym obwodzie wynosi ν = 103Hz. Znaleźć częstotliwość ν1, przy której impedancja będzie równa
zeru. Opór omowy można pominąć.
2.7 Po włączeniu cewki do źródła napięcia stałego U1 = 3V, przez cewkę płynął prąd o natężeniu I1 = 1A,
a po dołączeniu tej samej cewki do źródła napięcia przemiennego o częstotliwości ν = 103Hz
i amplitudzie U2 = 20V, w cewce płynie prąd o amplitudzie I2 = 4A.
a) Obliczyć indukcyjność L cewki.
b) Czy dołączenie szeregowo kondensatora do opisanego wyżej obwodu prądu przemiennego zwiększy
amplitudę natężenia prądu?