1. Яку провідність мас Германій з домішкою Бору?
2. Розміри свинцевої і залізної дротини однакові. Опір якої дротини більший?
3. Які опори можна дістати, маючи два резистора по 24 Ом ?
4. До джерела з ЕРС 12 В і внутрішнім опором 1,5 Ом підключено реостат, опір якого 8 Ом. Визначити напругу на затискачах джерела.
5. Визначити силу струму короткого замикання батареї, якщо при силі струму 2 Ay зовнішньому колі виділяється потужність 24 Вт, а при силі струму 5 A потужність 40 Вт.
Answers & Comments
Відповідь:
-Провідність мас Германію з домішкою Бору залежить від концентрації домішки та температури. Загалом, домішка Бору може підвищувати провідність Германію до певної межі, після чого провідність починає зменшуватись. При кімнатній температурі та домішці Бору менше 10^19 атомів на кубічний сантиметр провідність мас Германію зазвичай менше, ніж у чистого Германію. Тому відповідь на запитання залежить від конкретної концентрації домішки та температури.
-Опір свинцевої дротини буде більшим, ніж опір залізної дротини. Опір дроту залежить від його матеріалу, довжини та площі перерізу. При однакових розмірах свинець має більшу питому опірність, ніж залізо, тому його опір буде більшим.
-Маючи два резистора по 24 Ом, можна отримати різні опори, підключаючи їх послідовно або паралельно. Підключення резисторів послідовно додає їх опори: загальна опірність буде 48 Ом. Підключення резисторів паралельно дає меншу загальну опірність: загальна опірність буде 12 Ом. Також можна складати складніші електричні схеми з використанням резисторів, що підключені послідовно та паралельно.
4.-
5.Для визначення сили струму короткого замикання батареї використаємо закон Джоуля-Ленца:
P = I^2 * R,
де P - потужність, I - сила струму, R - опір.
Ми знаємо потужність, силу струму та відповідні значення опору для двох різних сил струму:
При I = 2 A: P = 24 Вт, R - невідомо.
При I = 5 A: P = 40 Вт, R - невідомо.
Можна скласти два рівняння за законом Джоуля-Ленца та вирішити систему рівнянь, щоб знайти значення опору. Однак, ми можемо спрощенням розв'язати цю задачу. Помітимо, що якщо опір зовнішнього кола стає дуже малим, то величина струму в колі збільшується. В умові задачі сила струму збільшується з 2 А до 5 А, тому це може бути зумовлено зменшенням опору зовнішнього кола до дуже малого значення, тобто коротким замиканням.
Отже, в результаті короткого замикання опір зовнішнього кола зменшується до нуля. Тоді зі спрощенням можна записати наступне рівняння:
P = I^2 * R,
де P - потужність, I - сила струму, R - опір, R = 0 (у випадку короткого замикання).
Тоді для сили струму короткого замикання ми маємо:
I = sqrt(P/R) = sqrt(P/0) = нескінченність.
Отже, сила струму короткого замикання батареї є нескінченністю. Однак на практиці у батареї є внутрішні опори, які обмежують величину струму, що протікає через неї.
Пояснення: