Κυριακή, 29 Ιανουαρίου 2017

Μια ηλεκτρική πηγή σε ένα τμήμα κυκλώματος.


Στο διπλανό σχήμα δίνεται ένα τμήμα ενός κυκλώματος που διαρρέεται από συνεχές ρεύμα έντασης Ι=2Α. Η πηγή έχει ΗΕΔ Ε=20V και εσωτερική αντίσταση r=2Ω. Ο αντιστάτης έχει αντίσταση R=5Ω.
i)  Να βρεθεί η ισχύς της πηγής, καθώς και ο ρυθμός με τον οποίο παρέχει η πηγή ενέργεια στο εξωτερικό κύκλωμα.
ii)  Με βάση τη συμβατική φορά του ρεύματος, ας υποθέσουμε ότι ένα θετικό φορτίο q1=2C, μεταφέρεται από το Α στο Β. Να υπολογιστεί η ενέργεια που παίρνει το φορτίο από την πηγή, καθώς και η αύξηση της δυναμικής του ενέργειας κατά τη μετάβαση από το Α στο Β.
iii)  Στην πραγματικότητα βέβαια τα φορτία που κινούνται  στο κύκλωμα είναι τα ελεύθερα ηλεκτρόνια. Ας πάρουμε λοιπόν ένα φορτίο q2=-2C το οποίο μεταφέρεται από το Β στο Α.  Να υπολογιστεί η μεταβολή της δυναμικής του ενέργειας κατά την παραπάνω μετακίνηση.
iv) Να υπολογιστεί η ισχύς την οποία μεταφέρει το ηλεκτρικό ρεύμα, στο τμήμα ΑΓ.
ή




Τρίτη, 24 Ιανουαρίου 2017

Ένα τμήμα κυκλώματος και οι ενέργειες

Σαν φύλλο εργασίας
1. Στο σχήμα δίνεται ένα τμήμα ενός ηλεκτρικού κυκλώματος, όπου R=5Ω, ενώ Δ ένα δίπολο κλεισμένο σε αδιαφανές κουτί (αγνώστου περιεχομένου). Δίνονται τα δυναμικά στα σημεία Α, Β και Γ, VΑ=30V, VΒ=10V και VΓ=-20V.
i) Ένα φορτίο q=2C περνά κάποια στιγμή από το σημείο Α. Πόση δυναμική ενέργεια έχει; Πόση θα είναι η δυναμική του ενέργεια μόλις φτάσει στο σημείο Β;
ii) Κατά την παραπάνω μετακίνηση το ηλεκτρικό πεδίο το εσωτερικό του αγωγού, ασκεί δύναμη πάνω στο φορτίο q. Πόσο είναι το έργο της δύναμης αυτής;
iii) Κατά τη μετάβαση αυτή ο αντιστάτης πήρε ή έχασε ενέργεια από το φορτίο και γιατί;
iv) Να βρεθεί η ένταση  του ρεύματος που διαρρέει το τμήμα αυτό.
v) Με ποιο ρυθμό το ηλεκτρικό ρεύμα παρέχει ενέργεια στο τμήμα ΑΓ; Τι θα απογίνει η ενέργεια αυτή;
2. Αν οι τιμές των δυναμικών στα σημεία Α,Β και Γ ήταν VΑ=30V, VΒ=10V και VΓ=40V:
i) Να υπολογιστεί η δυναμική ενέργεια του φορτίου στα σημεία Α και Γ, καθώς και το έργο της δύναμης του πεδίου κατά τη μετακίνηση από το Α στο Γ.
ii) Με ποιο ρυθμό το ηλεκτρικό ρεύμα παρέχει ενέργεια στο τμήμα ΑΓ; Τι συμβαίνει με την ενέργεια αυτή στα τμήματα ΑΒ και ΒΓ;
ή