例子问题
问题11:电磁学
给定三个已知值的电阻器:
你被要求创建一个总电阻为的电路和.你应该如何安排电阻来实现这一点?
,,并行
和并联的,连接的在系列
和并联的,连接的在系列
和并行的;没有必要
,,在系列
和并联的,连接的在系列
这个问题不需要数学就能正确回答!你不应该使用“蛮力”。虽然它的设计看起来很耗时,但一旦理解并联电阻的原理,它应该相对容易。当两个电阻并联连接时,净电阻必须小于两者单独的任何一个的阻力.当电阻串联时,净电阻必须要比任何一个人的抵抗力都强。
正确答案说明:
和并联的,连接的在系列我们可以“观察”一下,看看这至少是可行的。和并联时必须使网络的总电阻小于.当与串联相加时(),整体可能介于两者之间和.为了证实这一点,你可以通过数学计算出总体阻力,但这个问题的重点是用一般原理来快速消除其他不正确的答案选择。
错误答案解释:
,,平行地——这种组合不可能起作用,因为总阻力必须小于(并联的最小电阻)。
和并联的,连接的在系列-不管整体的阻力和在并行中,与串联使得总电阻大于.
和并行的;没有必要——把和并联时的电阻必须小于.
,,在系列—串联电阻的总电阻大于任何一个单独的电阻。自和包含在串联中,电阻的总和显然比我们要求产生的要大得多,这种选择可以立即消除。
问题21:电磁学、波学和光学
下列哪个表达式给出了电路中电容器的电容,其中唯一已知的因素是a)通过电路的电流,b)电路的电阻,以及c)积聚在电容器上的电荷?
在这个问题中,我们给出了一个电路的一些参数,并被要求找出如何使用这些不同的参数来表示电路电容器的电容。
首先,回想一下电容器是什么;在给定的电压差下储存电荷的东西。换句话说,当电容器的两个极板之间存在电压差时,可以在这些极板上存储一定数量的电荷。对于给定的电压差,可以存储的电荷越多,电容器的电容就越大。这可以用下面的等式来表示。
由上式可知,是电容,我们要找到合适的表达式。是积聚在平板上的电荷,这是我们已知的一个参数。电压,另一方面,没有提供。
为了把电压转换成不同的形式,我们需要使用欧姆定律,它陈述如下。
换句话说,电压与电路的电流和电阻都成正比。
由于我们在问题中已知的参数是电流和电阻,我们可以用它们作为最终的答案。通过把在电容表达式中与,我们得到以下答案。
问题1:电路
无介电介质的平行板电容器具有电容.电容器极板之间的距离减半。新的电容是什么?
并联板电容器的电容与板间距离的反比成正比。如果距离减半,电容将加倍。
问题2:电容器
RC电路连接到a电源。如果电阻的阻值为电容是这个电容器充满电需要多长时间?
求简单RC电路电压的公式为
,在那里为电容器电压,为源电压,是阻力,和是电容。
我们想知道电容器什么时候会达到电源的电压所以
因此
利用天然原木的产率特性
解收益率
问题21:电磁学、波学和光学
电阻式加热元件可以被建模为连接在电池两端的电阻器。
如果电池选择为,如果辐射功率为总功率,发热元件的电阻应为多少?
我们被要求计算通过连接到电池的电阻器所耗散的功率。我们知道.代入上面给出的值,.求解R收益率.
问题1:权力
a的均方根电压是多少峰间交流电流?
这个问题需要两步:第一步是计算交流电流的峰值电压,第二步是将峰值电压转换为均方根电压。已知电流为峰。因此,峰值电压是这个的一半,或者.根据定义,要将峰值电压转换为均方根电压,我们必须将峰值电压除以:
问题1:权力
一个电池连接到两个平行排列的灯泡。灯泡消耗的总功率是多少?
每个灯泡耗散的功率为.因为有两个灯泡,所以耗散的总功率为
问题1:欧姆定律和电流
什么尺寸的电阻器应该在a电池产生的电流为?
欧姆定律是.
在这种情况下,和.
求出阻力,,我们得到:
代入已知值,求解未知电阻:
问题1:欧姆定律和电流
一个电池连接到一个小加热器具有恒定的电阻.有多少电流流过加热器?
欧姆定律将电压与电流和电阻联系起来,.为了求出电流,我们只需用电压除以电阻就得到
问题1:欧姆定律和电流
假设一个带有单个电阻的电路连接到一个电池。如果通过这个电阻器产生的功率,它的电阻是多少?
对于这个问题,让我们首先注意我们知道什么和不知道什么。已知电压和功率,但没有电阻和电流。因为我们有两个未知数,我们需要两个方程。
我们可以使用的方程之一是电流流过电阻器所产生的功率。
此外,我们还需要用到欧姆定律。
记住这两个方程,我们可以把它们联系起来,把一个方程中的电流变量分离出来,然后代入另一个方程。
操纵欧姆定律:
然后把这个代入幂方程:
并重新排列以隔离电阻变量:
现在我们只需要从问题中插入值就可以得到答案了: