Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 6713
2018-03-10 
При конструировании лампы-вспышки применили нелинейный конденсатор (он заполнен диэлектриком, у которого диэлектрическая проницаемость зависит от напряженности поля). График зависимости напряжения $U$ от заряда $q$ конденсатора приведен на рис. Конденсатор заряжают от батареи с $U_{0} = 300 В$ через резистор с сопротивлением $R = 10 кОм$. Найти максимальную энергию вспышки. Оценить максимальное число вспышек за 1 минуту. Считать, что при вспышке конденсатор полностью разряжается. Минимальное начальное напряжение вспышки $U_{1} = 250 В$.
Решение:
Максимальная энергия вспышки численно равна площади под графиком кривой $U(q)$, ограниченной значением $U = U_{0} = 300 В$ (при этом $q \approx 0,3 Кл$; рис.). Чтобы определить эту площадь, разделим кривую $U(q)$ на участки, на которых зависимость $U(q)$ можно приближенно считать линейной. Под каждым таким участком площадь численно равна $\Delta q_{i} U_{ср}$. Таким образом, максимальная энергия вспышки
$W \approx \left ( \frac{140}{2} 0,05 + \frac{140 + 200 }{2} 0,075 + \frac{200 + 300}{2} 0,175 \right ) Дж = 60 Дж$.
Удобный способ определения времени заряда конденсатора от 0 до 250 В подсказывает формула $I \Delta t = \Delta q$, откуда $\Delta t = \Delta q/I$ и
$t_{общ} = \sum \frac{1}{I} \Delta q$.
Начертим график зависимости $1/I$ от $q$ (рис.). Ток при заданном значении $q$ находим по графику $I = (U_{0} - U)/R$. Площадь под графиком кривой, ограниченной значениями $I^{-1} =200 А^{-1}, q = 0,2 Кл$, численно равна времени заряда конденсатора
$t_{общ} \approx \left ( \frac{ 33 + 100 }{2} 0,125 + \frac{100 + 200}{2} 0,075 \right ) c \approx 20 с$.
Итак, вспышки можно производить примерно три раза в минуту.
При конструировании лампы-вспышки применили нелинейный конденсатор (он заполнен диэлектриком, у которого диэлектрическая проницаемость зависит от напряженности поля). График зависимости напряжения $U$ от заряда $q$ конденсатора приведен на рис. Конденсатор заряжают от батареи с $U_{0} = 300 В$ через резистор с сопротивлением $R = 10 кОм$. Найти максимальную энергию вспышки. Оценить максимальное число вспышек за 1 минуту. Считать, что при вспышке конденсатор полностью разряжается. Минимальное начальное напряжение вспышки $U_{1} = 250 В$.
Решение:
Максимальная энергия вспышки численно равна площади под графиком кривой $U(q)$, ограниченной значением $U = U_{0} = 300 В$ (при этом $q \approx 0,3 Кл$; рис.). Чтобы определить эту площадь, разделим кривую $U(q)$ на участки, на которых зависимость $U(q)$ можно приближенно считать линейной. Под каждым таким участком площадь численно равна $\Delta q_{i} U_{ср}$. Таким образом, максимальная энергия вспышки
$W \approx \left ( \frac{140}{2} 0,05 + \frac{140 + 200 }{2} 0,075 + \frac{200 + 300}{2} 0,175 \right ) Дж = 60 Дж$.
Удобный способ определения времени заряда конденсатора от 0 до 250 В подсказывает формула $I \Delta t = \Delta q$, откуда $\Delta t = \Delta q/I$ и
$t_{общ} = \sum \frac{1}{I} \Delta q$.
Начертим график зависимости $1/I$ от $q$ (рис.). Ток при заданном значении $q$ находим по графику $I = (U_{0} - U)/R$. Площадь под графиком кривой, ограниченной значениями $I^{-1} =200 А^{-1}, q = 0,2 Кл$, численно равна времени заряда конденсатора
$t_{общ} \approx \left ( \frac{ 33 + 100 }{2} 0,125 + \frac{100 + 200}{2} 0,075 \right ) c \approx 20 с$.
Итак, вспышки можно производить примерно три раза в минуту.
