Przejdź do treściPrzejdź do informacji o dostępności
Logo OpenStax
Fizyka dla szkół wyższych. Tom 2

Rozdział 14

Fizyka dla szkół wyższych. Tom 2Rozdział 14

Rozdział 14

Sprawdź, czy rozumiesz

14.1

4,77 ⋅ 10 −2 ⁢ V 4,77 ⋅ 10 −2 ⁢V.

14.2

a. Malejący; b. Rosnący. Prąd płynie w przeciwnym kierunku niż na przedstawionych schematach. Aby otrzymać dodatnią wartość SEM po lewej stronie schematu (a), musimy zmniejszać prąd od prawej strony do lewej, co powoduje wzmocnienie SEM po lewej stronie schematu. Aby otrzymać dodatnią wartość SEM po prawej stronie schematu (b), musimy zwiększać prąd od prawej strony do lewej, co powoduje wzmocnienie SEM po prawej stronie schematu.

14.3

40 ⁢ A ∕ s 40⁢ A ∕ s .

14.4

a. 4,5 ⋅ 10 −5 ⁢ H 4,5 ⋅ 10 −5 ⁢H; b. 4,5 ⋅ 10 −3 ⁢ V 4,5 ⋅ 10 −3 ⁢V.

14.5

a. 2,4 ⋅ 10 −7 ⁢ Wb 2,4 ⋅ 10 −7 ⁢Wb; b. 6,4 ⋅ 10 −5 ⁢ m 2 6,4 ⋅ 10 −5 ⁢ m 2 .

14.6

0,5 ⁢ J 0,5⁢J.

14.8

a. 2,2 ⁢ s 2,2⁢s; b. 43 ⁢ H 43⁢H; c. 1 ⁢ s 1⁢s.

14.10

a. 2,5 ⁢ µF 2,5⁢µF; b. π ∕ 2 ⁢ rad π ∕ 2 ⁢rad albo 3 ⁢ π ∕ 2 ⁢ rad 3 ⁢ π ∕ 2 ⁢rad; c. 1,4 ⋅ 10 3 ⁢ rad ∕ s 1,4 ⋅ 10 3 ⁢ rad ∕ s .

14.11

a. Silnie; b. 0,75 ⁢ J 0,75⁢J.

Pytania

1.

Wb ∕ A = T ⁢ m 2 ∕ A = V ⁢ s ∕ A = V ∕ A ∕ s ⁢ . Wb ∕ A = T ⁢ m 2 ∕ A = V ⁢ s ∕ A = V ∕ A ∕ s ⁢ .

3.

Prąd indukowany przez baterię 12 ⁢ V 12⁢V płynie przez induktor, co generuje wysokie napięcie.

5.

Indukcyjność własna jest wprost proporcjonalna do strumienia pola magnetycznego i odwrotnie proporcjonalna do natężenia prądu. Jednak strumień pola zależy od natężenia prądu, więc te efekty się znoszą. Indukcyjność własna nie zależy wobec tego od natężenia prądu. Jeśli na cewce indukowana jest SEM, zależy ona jednak od szybkości zmian natężenia prądu.

7.

Rozważ końce drutu jako części obwodu RL i wyznacz indukcyjność własną takiego obwodu.

9.

Pole magnetyczne rozbiega się na końcach solenoidu, zatem strumień pola magnetycznego przez skrajny zwój jest niższy niż przez jeden z wewnętrznych.

11.

Według reguły Lenza indukowany na cewce prąd przeciwdziała prądowi wytworzonemu przez baterię tak, że wypadkowe natężenie wynosi zero.

13.

Nie.

15.

W t=0⁢st=0⁢s, czyli w momencie zmiany pozycji przełącznika.

17.

Do 1 ∕ 4 1∕4 maksymalnej wartości.

19.

Początkowo I1=ε∕R1I1=ε∕R1, a I2=0⁢AI2=0⁢A. Po długim czasie I1=ε∕R1I1=ε∕R1, a I2=ε∕R2I2=ε∕R2.

21.

Tak.

23.

Początkowa energia określa amplitudę oscylacji. Częstotliwość drgań zależy od pojemności i indukcyjności własnej elementów obwodu.

25.

W efekcie otrzymujemy obwód RLC, w którym energia jest rozpraszana, co powoduje wygasanie amplitudy w tempie zależnym od wielkości oporu.

27.

Należy wybrać opór na tyle mały, żeby dostroić się do jednej stacji, ale na tyle duży, by nie było potrzebne zbyt precyzyjne strojenie. Indukcyjność własna albo pojemność takiego układu musi być zmienna. Z praktycznego punktu widzenia dużo łatwiej jest skonstruować kondensator o zmiennej pojemności.

Zadania

29.

M = 3,6 ⋅ 10 −3 ⁢ H M= 3,6 ⋅ 10 −3 ⁢ H .

31.

a. 3,8 ⋅ 10 −4 ⁢ H 3,8 ⋅ 10 −4 ⁢H; b. 3,4 ⋅ 10 −3 ⁢ H 3,4 ⋅ 10 −3 ⁢H.

33.

M 21 = 2,3 ⋅ 10 −5 ⁢ H M 21 = 2,3 ⋅ 10 −5 ⁢ H .

35.

0,24 ⁢ H 0,24⁢H.

37.

0,4 ⁢ A ∕ s 0,4⁢ A ∕ s .

39.

ε=480⁢π⁢V⋅sin120⁢π⁢s−1⋅t−π∕2ε=480⁢π⁢V⋅sin120⁢π⁢s−1⋅t−π∕2.

41.

0,15 ⁢ V 0,15⁢V. Kierunek pokrywa się z SEM, która wywołuje przepływ prądu.

43.

a. 0,089 ⁢ H ∕ m 0,089⁢ H ∕ m ; b. 0,44 ⁢ V ∕ m 0,44⁢ V ∕ m .

45.

L ∕ l = 4,16 ⋅ 10 −7 ⁢ H ∕ m ⁢ L ∕ l = 4,16 ⋅ 10 −7 ⁢ H ∕ m ⁢ .

47.

0,01 ⁢ A 0,01⁢A.

49.

6 ⁢ g 6⁢g.

51.

E B = 7 ⋅ 10 −7 ⁢ J E B = 7 ⋅ 10 −7 ⁢ J .

53.

a. 4 ⁢ A 4⁢A; b. 2,4 ⁢ A 2,4⁢A; c. Na oporniku: UR=12⁢VUR=12⁢V, na cewce: UL=7,9⁢VUL=7,9⁢V.

55.

0,69⁢τ0,69⁢τ \num{0,69}\tau.

57.

a. 2,52 ⁢ ms 2,52⁢ms; b. 99,2 ⁢ Ω 99,2⁢Ω.

59.

a. i 1 = i 2 = 1,7 ⁢ A i 1 = i 2 = 1,7 ⁢ A ; b. i 1 = 2,73 ⁢ A i 1 = 2,73 ⁢ A , i 2 = 1,36 ⁢ A i 2 = 1,36 ⁢ A ; c. i1=0⁢Ai1=0⁢A, i 2 = 0,54 ⁢ A i 2 = 0,54 ⁢ A ; d. i1=i2=0⁢Ai1=i2=0⁢A.

63.

ω = 3,2 ⋅ 10 −7 ⁢ rad ∕ s ω= 3,2 ⋅ 10 −7 ⁢ rad ∕ s .

65.

a. 7,9 ⋅ 10 −4 ⁢ s 7,9 ⋅ 10 −4 ⁢s; b. 4 ⋅ 10 −4 ⁢ s 4 ⋅ 10 −4 ⁢s.

67.

q=qmax∕2q=qmax∕2, I=qmax∕2⁢L⁢CI=qmax∕2⁢L⁢C.

69.

C=1∕4⁢π2⁢f2⁢LC=1∕4⁢π2⁢f2⁢L, f1=540⁢kHzf1=540⁢kHz, C1=3,5⋅10−11⁢FC1=3,5⋅10−11⁢F, f2=1600⁢kHzf2=1600⁢kHz, C2=4⋅10−12⁢FC2=4⋅10−12⁢F.

71.

6,9 ⁢ ms 6,9⁢ms.

Zadania dodatkowe

73.

Dowód: Na zewnątrz B=μ0⁢I∕2⁢π⁢rB=μ0⁢I∕2⁢π⁢r; Wewnątrz B=μ0⁢I⁢r∕2⁢π⁢a2B=μ0⁢I⁢r∕2⁢π⁢a2, U=μ0⁢I2⁢l∕4⁢π⋅1∕4+lnR∕aU=μ0⁢I2⁢l∕4⁢π⋅1∕4+lnR∕a. Zatem 2⁢U∕I2=μ0⁢l∕I2⋅1∕4+lnR∕a2⁢U∕I2=μ0⁢l∕I2⋅1∕4+lnR∕a i L⟶∞L⟶∞ L \to \infty.

75.

M=μ0⁢l∕π⋅lnd+a∕aM=μ0⁢l∕π⋅lnd+a∕a.

77.

a. 100 ⁢ T 100⁢T; b. 2 ⁢ A 2⁢A; c. 0,5 ⁢ H 0,5⁢H.

79.

a. 0 ⁢ A 0⁢A; b. 2,4 ⁢ A 2,4⁢A.

81.

a. 2,5 ⋅ 10 6 ⁢ V 2,5 ⋅ 10 6 ⁢V; b. Napięcie jest tak ogromne, że między końcami przełącznika wytworzyłby się łuk elektryczny, a prąd nie zostałby zredukowany tak szybko; c. Nierealne jest użycie takiej cewki indukcyjnej w celu wyłączenia prądu o tak wysokim natężeniu w tak krótkim czasie.

Zadania trudniejsze

85.

a. dB∕dt=6⋅10−6⁢T∕sdB∕dt=6⋅10−6⁢T∕s; b. ΦB=μ0⁢a⁢I∕2⁢π⋅lna+b∕bΦB=μ0⁢a⁢I∕2⁢π⋅lna+b∕b; c. 4 ⁢ nA 4⁢nA.

PoprzedniaNastępna
Cytowanie i udostępnianie
Ponowne wykorzystanie i redystrybucja tej treści w formacie cyfrowym lub drukowanym:
  • Ten podręcznik nie może być wykorzystywany do trenowania dużych modeli językowych ani w żaden inny sposób przetwarzany przez duże modele językowe lub rozwiązania generatywnej sztucznej inteligencji bez uprzedniej pisemnej zgody OpenStax Poland.
  • Ten podręcznik jest wydany na licencji Uznanie autorstwa (CC BY), co oznacza, że możesz ponownie wykorzystywać i modyfikować materiał wyłącznie w celach niekomercyjnych, musisz uznać autorstwo OpenStax Poland oraz musisz rozpowszechniać wszelkie utwory zależne na tej samej licencji.
  • Jakikolwiek komercyjny druk tego podręcznika, w tym z wykorzystaniem lokalnej lub niestandardowej drukarni, wymaga zgody OpenStax Poland oraz podania odpowiedniego cytowania.
  • Obrazy, aktywności, testy i podobne elementy tego podręcznika objęte prawami autorskimi OpenStax Poland podlegają tej samej licencji – CC-BY-NC-SA. Mogą być wykorzystywane w celach niekomercyjnych z uznaniem autorstwa. Użycie komercyjne wymaga zgody.
  • Prośby o zgodę: Każdy, kto zamierza włączyć tę treść (w tym tekst, obrazy i inne elementy) do dużych modeli językowych, wykorzystać ją w rozwiązaniach opartych na sztucznej inteligencji, użyć jej komercyjnie (w tym w druku) i/lub ma pytania dotyczące innego przypadku użycia, może skorzystać z naszego formularza wniosku o ponowne wykorzystanie.
Cytowanie i udostępnienia
  • Jeśli rozpowszechniasz tę książkę w formie drukowanej w celach niekomercyjnych, umieść na każdej jej kartce informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-2/pages/1-wstep
  • Jeśli rozpowszechniasz całą książkę lub jej fragment w formacie cyfrowym w celach niekomercyjnych, dla każdej strony zawierającej treści OpenStax musisz udostępnić utwór zależny na tej samej licencji CC-BY-NC-SA co oryginał oraz na każdym widoku strony umieścić informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-2/pages/1-wstep
Cytowanie

Poniższe informacje zawierają dane potrzebne do utworzenia cytowania w większości głównych stylów (APA, MLA itp.); musisz przeformatować i zorganizować te informacje zgodnie z wymaganiami danego stylu. Jeśli chcesz zacytować tę książkę, skorzystaj z dostępnych narzędzi do tworzenia wpisów bibliograficznych, jak np.: ten.

© 21 wrz 2022 OpenStax Poland. Treść książki została wytworzona przez OpenStax na licencji Uznanie autorstwa (CC BY). Nazwa OpenStax Poland i OpenStax, logo OpenStax Poland i OpenStax, okładki OpenStax Poland iOpenStax, nazwa OpenStax CNX oraz OpenStax CNX logo, jak również nazwa i logo Rice University oraz powiązane znaki towarowe i słowne, nie podlegają licencji Creative Commons i wykorzystanie ich jest dozwolone wyłącznie na mocy uprzedniego pisemnego upoważnienia przez Rice University.