Logo
Logo

Нелинейный конденсатор

Разбалловка

1  0,75 Пусть $U_0=5.0~В$. Определите заряд конденсатора, который установится на нем через достаточно большое время.

1. 1 Уравнение $I=0$ 0,25
1. 2 Уравнение $C=0.10~ мкФ$ 0,25
1. 3 Уравнение $q=C U_0=0.50 ~мкКл$ 0,25
2  0,25 Чему равно время зарядки конденсатора до напряжения $U_0=10~В$?

2. 1 Уравнение $t=\infty$ 0,25
3  3,00 Определите момент времени $t$, когда заряд на конденсаторе станет равным $q=4.0~мкКл$.

3. 1 Уравнение $U_0=\frac{q}{c}+I R$ 0,25
3. 2 Уравнение $I=\frac{d q}{d t}$ 0,25
3. 3 Уравнение $d t=\frac{R}{U_0 \frac{q}{C(q)}} d q=f(q) d q$ с функцией $f(q)= R /\left(U_0-\frac{q}{c(q)}\right)$ 0,25
3. 4 Обнаружено, что $f(q)=a+b q$ 1,25
3. 5 Уравнение $a=0.10~ \frac{мс}{мкКл}$ 0,25
3. 6 Уравнение $b=0.20~ \frac{мс}{мкКл^2}$ 0,25
3. 7 Уравнение $t=a q+\frac{1}{2} b q^2$ 0,25
3. 8 Численное значение $t=2.0~мс$ 0,25
4  0,50 В течении какого промежутка времени $\Delta t$ заряд на конденсаторе увеличится с $q_0=4.0~мкКл$ до $q=8.0~мкКл$.

4. 1 Уравнение $t=\left(q-q_0\right)\left(a+\frac{1}{2} b\left(q+q_0\right)\right)$ 0,25
4. 2 Численное значение $t=5.2~мс$ 0,25
5  0,50 Найдите заряд конденсатора в момент времени $t_0=3.0~мс$.

5. 1 Уравнение $q=\frac{\sqrt{a^2+2 b t}-a}{b}$ 0,25
5. 2 Численное значение $q=5.0~мкКл$ 0,25
6  0,50 Чему равна разность фаз $\varphi$ между колебаниями напряжения на конденсаторе и сопротивлении?

6. 1 Уравнения $q=CU$, $I=\frac{dq}{dt}=C\frac{dU}{dt}\sim \frac{dU}{dt}$ или эквивалентные им 0,25
6. 2 Уравнение $\varphi=-\frac{\pi}{2}$ 0,25
7  4,00 Найдите зависимость силы тока в цепи $I(t)$ от времени.

7. 1 $U_C=5.000~В$ 0,25
7. 2 Уравнение $I=\frac{d q}{d t}=C(U) \frac{d U}{d t}+U \frac{d C(U)}{d U} \frac{d U}{d t}=C_{\text {eff }} \frac{d U}{d t}$ 1,50
7. 3 Правильное численное значение $C_{\text {eff }}=0.200~мкФ$ 0,25
7. 4 У равнение $X_{\mathrm{C}}=\frac{1}{\omega C_{\text {eff}}}$ 0,25
7. 5 Правильная векторная диаграмма или импедансы 0,50
7. 6 Уравнение $I=\frac{\delta U}{\sqrt{R^2+\frac{1}{\omega^2 c_{\mathrm{eff}}^2}}}$ 0,25
7. 7 Правильное численное значение $I=44.7~мкА$ 0,25
7. 8 Уравнение $\alpha=\operatorname{arctg}\left(\frac{1}{\omega C_{\text {eff } R}}\right)$ 0,25
7. 9 Правильное численное значение $\alpha=1.11~рад = 63.4^{\circ}$ 0,25
7. 10 Уравнение $I(t)=[44,7 \sin (2500 t+1,1)]~мкА$ 0,25
8  0,50 Найдите зависимость напряжения $U_C(t)$ на конденсаторе от времени.

8. 1 Уравнение $U_C=\delta U \sin \alpha$ 0,25
8. 2 Уравнение $U_{\mathrm{C}}(t)=[5,000+0,089 \sin (2500 t-0,464)]~В$ 0,25