Zadanie: Matura CKE Maj 2021 (Fizyka Rozszerzona)

Question

Zadanie 6.
Dwie identyczne diody D1, D2 oraz dwa oporniki o oporach $R_1 = 20\ \Omega$, $R_2 = 30\ \Omega$ podłączono do zacisków A i B prądnicy. Schemat obwodu przedstawiono na rysunku poniżej. Ta prądnica wytwarza napięcie przemienne zmieniające się w czasie sinusoidalnie z częstotliwością $f = 25 	ext{ Hz}$. Maksymalna wartość, jaką osiąga napięcie między zaciskami, wynosi $|U_{max}| = 6,0 	ext{ V}$.

[img1]

W zadaniach 6.1. oraz 6.2. przyjmij, że każda dioda podczas przepływu prądu elektrycznego w jedną stronę ma opór równy zero, a w drugą stronę jej opór jest nieskończenie duży. Pytanie 1: W chwili $t_0 = 0$ napięcie w obwodzie jest równe zero. W pierwszej połowie okresu zmian napięcia, licząc od chwili $t_0 = 0$, na zacisku A prądnicy jest „+”, a na zacisku B jest „–”.

Przyjmij konwencję, że gdy prąd w obwodzie zewnętrznym dołączonym do prądnicy płynie od A do B, to jego natężenie jest dodatnie, a gdy płynie od B do A, to jego natężenie jest ujemne.

W układach współrzędnych na rysunkach 1. i 2. narysuj wykresy zależności natężeń prądów przepływających – odpowiednio – przez oporniki $R_1$ oraz $R_2$ od czasu. Wykresy narysuj dla przedziału czasu od $t_0 = 0$ do $t = 0,10\ 	ext{s}$. Uwzględnij właściwe wartości amplitudy natężeń prądów oraz okresu ich zmian.

Rysunek 1. (dla prądu płynącego przez opornik $R_1$)

[img1]

Rysunek 2. (dla prądu płynącego przez opornik $R_2$)

[img2]

[odp_graficzna1] Pytanie 2: Oblicz ciepło wydzielone w całym obwodzie (tzn. na obu opornikach łącznie) w czasie $10$ sekund działania prądnicy.

Przyjmij, że w chwili początkowej $t_0 = 0$ napięcie wynosiło $U = 0$.

[odp_otwarta1]

Instytut Maturalny · Accepted Answer

Sprawdź pełne rozwiązanie na stronie Instytutu Maturalnego. Odpowiedź 2: $7,5 	ext{ J}$

Zobacz również podobne zadania

Chcesz zobaczyć więcej rozwiązań z przedmiotu Fizyka Rozszerzona?