Переходный ток в катушке
Катушка, обладающая индуктивностью $L$, соединена с источником питания с ЭДС $\mathcal{E}$ и двумя одинаковыми резисторами сопротивлением $R$. Электрическая схема соединения показана на рис. 1. В начальный момент ключ в цепи разомкнут. В момент времени $t = 0$ ключ замыкают, что приводит к изменениям силы тока, регистрируемым амперметром, как показано на рис. 2. Начальное значение силы тока равно $I_0 = 3\ \text{А}$. Основываясь на известных физических законах, объясните, почему при замыкании ключа сила тока плавно увеличивается до некоторого нового значения $I_1$. Определите значение силы тока $I_1$. Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| Катушка, обладающая индуктивностью L, соединена с источником питания с ЭДС и двумя одинаковыми резисторами R. Электрическая схема соединения показана на рис. 1. В начальный момент ключ в цепи разомкнут.
В момент времени t = 0 ключ замыкают, что приводит к изменениям силы тока, регистрируемым амперметром, как показано на рис. 2. Основываясь на известных физических законах, объясните, почему при замыкании ключа сила тока плавно увеличивается до некоторого нового значения – I1. Определите значение силы тока I1. Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь. | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Как изменяется сопротивление внешней цепи после замыкания ключа? Как ведёт себя ток в катушке при резком изменении силы тока?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
При изменении силы тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции $\mathcal{E}_{\text{си}} = -L\dfrac{dI}{dt}$, препятствующая изменению тока. После завершения переходного процесса катушка идеальной индуктивности не влияет на сопротивление цепи постоянного тока.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
До замыкания ток проходит через один резистор: $I_0 = \dfrac{\mathcal{E}}{R} = 3\ \text{А}$. После замыкания два одинаковых резистора соединены параллельно, поэтому $R_{\text{экв}} = \dfrac{R}{2}$ и $I_1 = \dfrac{\mathcal{E}}{R/2} = 2I_0$.