условия4

Задача 4. Электростатика. Постоянный электрический ток
На рисунках 4.0-4.9 (таблицы 4.1, 4.2) изображены электрические схемы с
источниками тока и резисторами. Выполнить следующие задания:
1. Вычислить эквивалентные сопротивления между точками а и b схемы,
Rab.
2. Начертить эквивалентную схему замещения с элементом Rab и, используя
законы Кирхгофа, найти токи во всех резисторах и всех источниках ЭДС.
3. Найти напряжения на зажимах любого источника (по Вашему выбору).
4. Проверить выполение баланса мощностей.
5. Между указанными в таблице 4.2 точками схемы включены два
последовательно соединенных конденсатора, типы которых также
указаны в таблице. Плоский конденсатор имеет квадратные пластины с
длиной стороны l1 и расстоянием между ними l2; сферический имеет
внутренний радиус l1 и разность радиусов l2; цилиндрический имеет
внутренний радиус l1, разность радиусов l2 и длину 20l1. Конденсаторы
полностью заполнены двумя слоями однородного диэлектрика равной
толщины с диэлектрическими проницаемостями ε1 и ε2. Найти заряд на
той обкладке, которая присоединена к первой из указанных точек.
6. Найти энергию электрического поля второго конденсатора.
7. Найти среднюю объемную плотность энергии в этом конденсаторе.
8. Найти поверхностную плотность поляризационных зарядов на всех
границах раздела диэлектриков во втором конденсаторе.
9. Получить формулы для электрического смещения, поляризованности и
напряженности электрического поля в зависимости от расстояния,
отсчитываемого от указанной в п. 5 обкладки, и построить примерные
графики этих зависимостей.
10.Найти силу взаимодействия обкладок между собой.
Таблица 4.1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Е1,
В
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Е2,
В
4
10
7
12
2
18
16
12
8
4
Е3,
В
6
12
3
5
7
9
11
13
15
17
Параметры электрической цепи
r1 ,
r2 ,
r3 ,
R1,
R2,
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
1
2
120 210
2
1
1400 2900
2
2
3200 4700
3
620 470
2
2
240 150
2
3
5
370 600
4
2
540 860
1
3
5
890 360
4
3
1000 3700
2
3
1
3000 4000
R3 ,
Ом
320
5100
5600
1000
760
790
320
790
960
5000
R4,
Ом
640
1700
8200
1200
430
590
350
250
2440
6000
R5,
Ом
100
6800
1000
750
900
300
1000
500
3400
7000
Таблица 4.2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Параметры конденсатора и способ его подключения
Точки
l1,
l2 ,
Типы конденсаторов
соединения
cм
cм
de
плоский, сферический
1,0
0,5
cb
сферический, цилиндрический
2,0
0,1
cd
цилиндрический, плоский
1,0
0,2
bd
плоский, цилиндрический
0,5
0,5
ad
сферический, цилиндрический
1,5
0,2
ca
цилиндрический, плоский
2,5
0,3
ed
плоский, сферический
2,0
0,3
ae
сферический, цилиндрический
3,0
0,2
de
цилиндрический, плоский
3,0
0,1
cd
плоский, сферический
1,0
0,2
ε1
ε2
2,0
3,0
2,5
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
7,0
3,0
4,0
6,0
8,0
10,0
14,0
6,0
2,0
3,0
4,0