Включить источник напряжения с эдс 50 в

Включить источник напряжения с эдс 50 в

Если между контактами 1 и 2 схемы, изображённой на рисунке, включить источник напряжения с ЭДС 50 В и малым внутренним сопротивлением, то идеальный вольтметр, подключённый к контактам 3 и 4, показывает напряжение 20 В, а идеальный амперметр — силу тока, равную 1 А. Если теперь поменять местами источник и вольтметр, то он показывает напряжение 14 В. Какой ток показывает теперь амперметр?

Как видно из схемы, в первом случае ток силой 1 А течёт через последовательно соединённые резисторы и причём на последнем падает напряжение 20 В. Таким образом, из закона Ома для участка цепи следует, что сопротивление резистора

Согласно закону Ома для полной цепи, падение напряжения на резисторе равно разности ЭДС источника и показаний вольтметра, то есть 50 – 20 = 30 В, и сопротивление резистора таким образом, равно

После того, как источник и вольтметр поменяли местами, падение напряжения на резисторе стало равным 50 – 14 = 36 В и согласно закону Ома для участка цепи сила тока, текущего через последовательно соединённые резисторы и стала равной 36 В/30 Ом = 1,2 А.

Ответ: во втором случае амперметр показывает ток 1,2 А.

Критерии оценивания ответа на задание С4	Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) описаны все вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи); III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.	3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в скобки, рамку и т.п.). В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца. Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка.	2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа. В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.	0
Максимальное количество баллов	3

Добрый вечер. Поясните, пожалуйста, почему в первом случае при решении задачи не учитывается тот факт, что ток идет через R1, поскольку, если не учитывать традиции, ток идет от минуса к плюсу. При этом наиболее короткий путь к положительной пластине лежит через R1.

В первом случае ток потечет и через резистор , и через «ветку» цепи, включающую последовательно соединенные амперметр с резисторами , . Амперметр измеряет только ток, текущий непосредственно через него, то есть ток через и , вольтметр (информация про напряжение) тоже подключен к этому участку, поэтому сопротивление в первом случае и не рассматривается.

На всякий случай — прочитайте комментарий к задаче 1411. Просто мне не очень нравятся Ваши слова про «наиболее короткий путь».

Здравствуйте. В последнем пункте ошибка.

«. сила тока, те­ку­ще­го через по­сле­до­ва­тель­но соединённые ре­зи­сто­ры R1 и R2. «

После замены амперметра вольтметром участок цепи с R3 будет закорочен, через него ток теч не будет. Т.е. можно заменить участок просто проводником. Тогда, очевидно, R1 и R2 — соединены параллельно.

Меняют местами источник и вольтметр, а не амперметр и вольтметр.

Источник

Включить источник напряжения с эдс 50 в

Если между контактами 1 и 2 схемы, изображённой на рисунке, включить источник напряжения с ЭДС 50 В и малым внутренним сопротивлением, то идеальный вольтметр, подключённый к контактам 3 и 4, показывает напряжение 20 В, а идеальный амперметр — силу тока, равную 1 А. Если теперь поменять местами источник и вольтметр, то он показывает напряжение 14 В. Какой ток показывает теперь амперметр?

Как видно из схемы, в первом случае ток силой 1 А течёт через последовательно соединённые резисторы и причём на последнем падает напряжение 20 В. Таким образом, из закона Ома для участка цепи следует, что сопротивление резистора

Согласно закону Ома для полной цепи, падение напряжения на резисторе равно разности ЭДС источника и показаний вольтметра, то есть 50 – 20 = 30 В, и сопротивление резистора таким образом, равно

После того, как источник и вольтметр поменяли местами, падение напряжения на резисторе стало равным 50 – 14 = 36 В и согласно закону Ома для участка цепи сила тока, текущего через последовательно соединённые резисторы и стала равной 36 В/30 Ом = 1,2 А.

Ответ: во втором случае амперметр показывает ток 1,2 А.

Добрый вечер. Поясните, пожалуйста, почему в первом случае при решении задачи не учитывается тот факт, что ток идет через R1, поскольку, если не учитывать традиции, ток идет от минуса к плюсу. При этом наиболее короткий путь к положительной пластине лежит через R1.

В первом случае ток потечет и через резистор , и через «ветку» цепи, включающую последовательно соединенные амперметр с резисторами , . Амперметр измеряет только ток, текущий непосредственно через него, то есть ток через и , вольтметр (информация про напряжение) тоже подключен к этому участку, поэтому сопротивление в первом случае и не рассматривается.

На всякий случай — прочитайте комментарий к задаче 1411. Просто мне не очень нравятся Ваши слова про «наиболее короткий путь».

Здравствуйте. В последнем пункте ошибка.

«. сила тока, те­ку­ще­го через по­сле­до­ва­тель­но соединённые ре­зи­сто­ры R1 и R2. «

После замены амперметра вольтметром участок цепи с R3 будет закорочен, через него ток теч не будет. Т.е. можно заменить участок просто проводником. Тогда, очевидно, R1 и R2 — соединены параллельно.

Меняют местами источник и вольтметр, а не амперметр и вольтметр.

Источник

Включить источник напряжения с эдс 50 в

Задание 31. К аккумулятору с ЭДС E = 50 В и внутренним сопротивлением r = 4 Ом подключили лампу сопротивлением Rл = 10 Ом и резистор сопротивлением R = 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью С = 100 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на резисторе?

1. До размыкания ключа электрический ток протекает через последовательно соединённые лампу и резистор. Общее сопротивление внешней цепи Ом, где Rл – сопротивление лампы, R – сопротивление резистора.

2. Согласно закону Ома для полной цепи

А

При этом напряжение на конденсаторе В.

3. Таким образом, до размыкания ключа в конденсаторе была накоплена энергия

Дж

4. После размыкания ключа вся энергия, накопленная в конденсаторе, будет выделяться на последовательно включённых лампе и резисторе. Согласно закону Джоуля-Ленца количество теплоты, выделяющееся в промежуток времени Δt. прямо пропорционально сопротивлению, поскольку напряжение на лампе и резисторе, в любой момент времени одно и то же:

Окончательно получим для количества теплоты, выделившегося на резисторе:

Дж,

Источник

«Нельзя просто так взять и запараллелить источники напряжения»

Не раз и не два мне попадались предложения типа «давайте включим два стабилизатора напряжения параллельно, если не хватает выходного тока одного». В том числе и здесь:
Тут — в авторском тексте о ПК Специалист (Spectrum) habr.com/ru/post/247211 (в итоге — автор применил двухканальный импульсный источник питания).
Тут — в комментариях habr.com/ru/post/400617/#comment_18002157
И тут — в комментариях habr.com/ru/post/400381/#comment_17983821
Да тысячи их:
electronics.stackexchange.com/questions/261537/dc-dc-boost-converter-in-parallel
forum.allaboutcircuits.com/threads/paralleling-lm317ts.16198
forum.arduino.cc/index.php?topic=65327.0 (обсуждение довольно показательное с точки зрения пренебрежения схемотехникой и энергосбережением мобильного робота).

Вспомнив немного ТОЭ и воспользовавшись симулятором TINA-TI, покажем несбыточность малую обоснованность надежд на благоприятный исход этого чита.

О параллельном соединении источников напряжения с точки зрения закона Ома, правил Кирхгофа и примкнувших к ним ТОЭ.

Два источника напряжения (E₁, E₂) с внутренними сопротивлениями (Rвн₁, Rвн₂) работают на нагрузку (R_н). Составив и упростив 3 уравнения — получим:
U_н = R_н * (Rвн₂*E₁ + Rвн₁*E₂) / (Rвн₁*Rвн₂ + R_н*[Rвн₁+Rвн₂]);
I₁ = (E₁ — U_н) / Rвн₁;
I₂ = (E₂ — U_н) / Rвн₂.
Беря номинал 3.3 В с разбалансом ЭДС в ± 0.1% (3,303 и 3,297 В, соответственно), внутренние сопротивления 0,01 Ом и сопротивление нагрузки 3,3 Ом — получим токи 0,8 и 0,2 А соответственно (± 60% от ожидаемых 0.5 А) при напряжении на нагрузке 3,295 В. Обратите внимание на величину исходного разбаланса — если не брать сверхточные и сверхстабильные источники опорного напряжения (стоимостью как крыло от вертолёта), она мало достижима в «вульгарной» микроэлектронике. А чем качественнее наши источники напряжения (меньше их внутреннее сопротивление) и чем выше сопротивление нагрузки — тем больше будет разбаланс токов при прочих равных.
Вооружась этой простой теорией — посмотрим пристальнее на внутреннюю структуру стабилизаторов напряжения.

О параллельном соединении стабилизаторов напряжения с точки зрения наличия в них обратной связи.

Как известно, чуть более чем все современные стабилизаторы напряжения строятся как компенсационные — обратная связь отслеживает напряжение на выходе стабилизатора и поддерживает его постоянным либо меняя внутреннее сопротивление между входом и выходом, либо меняя соотношение замкнутого и разомкнутого состояний между входом и выходом. Из этого вытекает тот факт, что если подать на выход стабилизатора напряжение превышающее его выходное, то ОС должна будет отключить регулирующие элементы и данный стабилизатор выйдет из борьбы за жизнь нагрузки.
Не будем рассматривать здесь случаи линейного стабилизатора с push-pull выходом (используются как источники питания терминаторов DDR-памяти) и импульсных стабилизаторов с синхронным выпрямлением. Первые — должны, а вторые, теоретически, — могут пытаться снижать напряжение на своём выходе.
В случае применения импульсных стабилизаторов — можно рассмотреть и такие гипотетические вещи, как биение частот преобразования или их самосинхронизация… Но это выходит за рамки моих текущих интересов. Для закрытия теоретической части добавлю, что если кто-то предложит использовать внешнее тактирование импульсных стабилизаторов со сдвигом фаз, то Вы опоздали. Микропроцессоры Intel и AMD уже многие годы питаются от многофазных конвертеров, а если есть готовый двух- и более фазный контроллер, то городить внешнюю синхронизацию для отдельных стабилизаторов — бессмысленно.
А теперь — перейдём к симуляции реальности.

О параллельном соединении стабилизаторов напряжения в симуляторе.

Первый пример — вариация простенького линейного стабилизатора из app. note на регулируемый источник опорного напряжения типа 431.
Он применялся, например, в некоторых ранних блоках питания ATX для стабилизации напряжения 3.3 В. На сток регулирующего транзистора подавалось 5 В, а резистор в цепи затвора питался от 12 В.
Поскольку в симуляции нас не волнует КПД, то для простоты на входе один единственный источник питания. Также — с ходу я не нашёл средства внести погрешность в опорное напряжение TL431, кроме как добавить генератор напряжения G1 в цепь управляющего электрода. Вот результат расчёта (меню «Анализ постоянного тока», раздел «Переходные характеристики»):

Как видим — достаточно разбаланса опорных напряжений в 3 мВ, чтобы один из стабилизаторов превратился в тыкву. А это всего 0,12% от номинального, да ещё отнюдь не каждая 431 имеет точность лучше 0.5%.
Предложение «поставим в цепь обратной связи триммер и подгоним правильное деление тока нагрузки» я отметаю на том основании, что типичные подстроечные резисторы (Bourns и muRata, керметные, одно и многооборотные) — имеют вибростойкость до 1% (изменение зафиксированного отношения напряжений или сопротивлений после воздействия вибрации с ускорением 20..30 G).
Упомянутые в ссылках на зарубежные ресурсы пляски с последовательными резисторами на выходах стабилизаторов — я даже рассматривать не буду. Просто потому, что этим убивается то, для чего собственно и ставится стабилизатор напряжения — постоянство напряжения на нагрузке при изменении её тока потребления.
Потом я вспомнил, что на выходе обычно есть конденсаторы… Добавление на выходы конденсаторов по 1000 мкФ с ESR 100 мОм не внесло кардинальных отличий в результаты симуляции параллельной работы этих стабилизаторов (меню «Анализ переходных процессов»).

Возможно, кто-то скажет: «Сработает ограничение по току у первого стабилизатора и второй тоже подключится». Но очевидно, что даже если это произойдёт, то первый всё равно продолжит работать с перегрузкой, что не прибавит надёжности нашей системе. Вот пример работы пары LP2951 (максимальный ток нагрузки — 100 мА, ограничение тока в модели — около 160 мА) с общим током нагрузки около 180 мА.
Почему такое старье? Потому, что они есть у меня в удобном для втыкания в «бредовую борду» DIP’е и, если кто-то из читателей пожелает пойти путём Фомы, то я смогу измерить всё IRL.
Результаты симуляции (меню «Анализ переходных процессов»):

Как видите — второй и не думает деятельно участвовать в спасении нагрузки от голода. А благодаря бóльшему коэффициенту усиления — выход из игры происходит при меньшем разбалансе.

На этом — всё. Питайтесь правильно!

Вывод.

Если максимальный выходной ток стабилизатора напряжения не обеспечивает потребности питаемой схемы, то есть только два выхода — заменить стабилизатор на модель с бóльшим выходным током или использовать схемотехническую балансировку выходных токов нескольких стабилизаторов.

P.S. «Всякое лыко — в строку». Во время подготовки статьи на глаза попалась широко растиражированная в документации на стабилизатор типа 1117 схема переключателя «батарея — сеть» с параллельным включением их выходов. К ней есть вопросы о практической применимости, но тему статьи она подтверждает чуть более, чем полностью. Привожу фрагмент из документации фирмы «ON semiconductor», который снабжён текстовыми пояснениями:

The 50 Ohm resistor that is in series with the ground pin of the upper regulator level shifts its output 300 mV higher than the lower regulator. This keeps the lower regulator off until the input source is removed.

P.P.S. Дописал вывод. Точнее — скопировал его из синопсиса.

Synopsis: You can’t boost output current of weak voltage regulators by simple parallel connection. You must use tougest one or special schematic for properly current sharing.

Источник