Разделы 
Дополнительно
Задача по физке - 12081
2019-12-17 
На рисунке показана простейшая схема выпрямителя. Диод считается идеальным: его сопротивление в прямом направлении равно нулю, в обратном - бесконечно велико. Во сколько раз изменится мощность, выделяемая на сопротивлении $R$, при подсоединении параллельно ему конденсатора $C$ такой емкости, что за период колебаний напряжения сети ($U = 220 в, f = 50 гц$) заряд конденсатора практически не меняется?
Решение:
Если сопротивление $R$ подключено непосредственно к сети переменного тока, то в нем выделяется мощность, равная $\frac{U^{2}}{R}$, где $U$ - действующее значение напряжении.
В случае, если сопротивление подключено к сети через диод (см. рис.), в нем выделяется мощность и 2 раза меньшая (полпериода ток через сопротивление не течет):
$P_{1} = \frac{1}{2} \frac{U^{2} }{R}$.
Теперь найдем мощность $P_{2}$, выделяющуюся в сопротивлении при подсоединении параллельно ему конденсатора. В условии задачи сказано, что за период колебаний напряжения и сети заряд конденсатора практически не меняется. Это означает, что напряжение на конденсаторе можно считать постоянным и равным амплитудному значению $U_{0}$. Тогда $P_{2} = \frac{U_{0}^{2} }{R} = \frac{( \sqrt{2}U)^{2} }{R} = \frac{2U^{2}}{R}$, поскольку амплитудное значение напряжения больше действующего значения и $\sqrt{2}$ раз.
Отношение мощностей, выделяемых на сопротивлении с подключенным конденсатором и без конденсатора, равно
$\frac{P_{2}}{P_{1}} = \frac{2U^{2}}{R} \frac{2R}{U^{2} } = 4$.
Таким образом, при подсоединении конденсатора параллельно сопротивлению в нем выделяется мощность в 4 раза большая.
На рисунке показана простейшая схема выпрямителя. Диод считается идеальным: его сопротивление в прямом направлении равно нулю, в обратном - бесконечно велико. Во сколько раз изменится мощность, выделяемая на сопротивлении $R$, при подсоединении параллельно ему конденсатора $C$ такой емкости, что за период колебаний напряжения сети ($U = 220 в, f = 50 гц$) заряд конденсатора практически не меняется?
Решение:
Если сопротивление $R$ подключено непосредственно к сети переменного тока, то в нем выделяется мощность, равная $\frac{U^{2}}{R}$, где $U$ - действующее значение напряжении.
В случае, если сопротивление подключено к сети через диод (см. рис.), в нем выделяется мощность и 2 раза меньшая (полпериода ток через сопротивление не течет):
$P_{1} = \frac{1}{2} \frac{U^{2} }{R}$.
Теперь найдем мощность $P_{2}$, выделяющуюся в сопротивлении при подсоединении параллельно ему конденсатора. В условии задачи сказано, что за период колебаний напряжения и сети заряд конденсатора практически не меняется. Это означает, что напряжение на конденсаторе можно считать постоянным и равным амплитудному значению $U_{0}$. Тогда $P_{2} = \frac{U_{0}^{2} }{R} = \frac{( \sqrt{2}U)^{2} }{R} = \frac{2U^{2}}{R}$, поскольку амплитудное значение напряжения больше действующего значения и $\sqrt{2}$ раз.
Отношение мощностей, выделяемых на сопротивлении с подключенным конденсатором и без конденсатора, равно
$\frac{P_{2}}{P_{1}} = \frac{2U^{2}}{R} \frac{2R}{U^{2} } = 4$.
Таким образом, при подсоединении конденсатора параллельно сопротивлению в нем выделяется мощность в 4 раза большая.
