Внешнее сопротивление подключается последовательно к ЭДС. Т.к. ЭДС можно представить как батарейку с подключенным к ней резистором (это и есть внутреннее сопротивление источника), то по закону Ома: . Значит Ом
Поднимаясь по желобу на высоту h шарик приобретает потенциальную энергию W = mgh.
При малых смещениях можно считать, что амплитуда колебаний по дуге желоба l равна проекции этой дуги на горизонталь X0. Из прямоугольного треугольника, образованного радиусом желоба R, амплитуды горизонтального смещения X0 и проекции крайнего положения шарика на вертикаль (R-h) следует: X0^2 + (R-h)^2 = R^2 Отсюда получим: X0^2 = 2*R*h - h^2 Учитывая, что при малых колебаниях h^2 << 2*R*h X0^2 = 2*R*h
Таким образом, получаем выражение для h через амплитуду X0 при малых отклонениях от положения равновесия: h = X0^2/2R
Потенциальная энергия, максимальная при крайнем положении шарика обретает вид: W = m*g*X0^2/2R
Теперь получим значение максимальной кинетической энергии шарика (при прохождении положения равновесия). Она равна: T = m*V0^2/2 + I*Omega^2/2 поскольку, коль шарик катится по жёлобу без проскалзывания, мы должны, помимо кин энергии поступательного движения шарика массы m, учитывать ещё и энергию вращения шарика с моментом инерции I и угловой скоростью вращения шарика вокруг его собственной оси Omega.
При этом максимальная линейная скорость шарика V0 = Omega*r, где r = радиус шарика => Omega = V0/r
T = m*V0^2/2 + I*(V0/r)^2/2
Если шарик совершает гармонические колебания по закону x(t) = X0*Sin(omega*t) то его скорость должна меняться по закону v(t) = x'(t) = omega*X0*Cos(omega*t)
Таким образом, максимальная линейная скорость шарика (амплитуда скорости) равна V0 = omega*X0, где omega - циклическая частота колебаний шарика.
Выражение для максимальной кинетической энергии шарика принимает вид: T = m*(omega*X0)^2/2 + I*(omega*X0)^2/(2r^2).
Поскольку момент инерции шарика радиуса r и массы m равен I = (2/5)mr^2, то
T = m*(omega*X0)^2/2 + (2/5)mr^2*(omega*X0)^2/(2r^2) = (7/10)m*(omega*X0)^2
В колебательной системе максимальное значение потенциальной энергии W равно максимальной величине кинетической энергии T.
(7/10)m*(omega*X0)^2 = m*g*X0^2/2R отсюда, сокращая в обеих частях равенства m и X0 получаем:
(7/5)*omega^2 = g/R
и окончательно omega^2 = (5/7)*(g/R) и omega = sqrt(5g/7R).
Частота такого "маятника" niu = omega/2Pi niu = sqrt(5g/7R)/2Pi
Проверка на длительно допустимый ток и потерю напряжения в проводах и шнурах. Как влияет длина, сечение проводника, мощность нагрузки на потерю напряжения.
Зачем нужно рассчитывать провода и кабеля на длительно допустимый ток. В первую очередь расчеты выполняются для безопасного и надежного электроснабжения.
Не менее важным фактором является экономическая часть. Было бы просто взять толстенный медный провод с кулак толщиной и ничего не рассчитывать и быть уверенным, что такой провод пройдет по току, ни глядя. Но цена такого кабеля будет не оправданна.
Какие факторы влияют на сечение провода и кабеля: Безусловно, это ток – I (А) который является одним составляющим мощность – P(Вт).
P – мощность эта сила которую потребляет электроприбор, на электроприборе заводом изготовителем указывается номинальная мощность, например мощность утюга Р = 1000 Вт; электроплиты Р = 1500 Вт. и т.п.
Из чего складывается мощность: P = U*I P – мощность (Вт; кВт; мВт) U – напряжение сети (В; кВ) I – ток (мА; А; кА) Из формулы мощности видно, что при одинаковом токе в проводнике и преувеличение напряжение можно передать больше мощности. Это значит, что при неизменном сечении проводника можно передать большие мощности на большие расстояния.
Например, на ГЭС – гидроэлектростанции, для передачи электроэнергии, на большие расстояния, электроэнергию передают на подстанцию, где повышают напряжение до сотен киловольт, что позволяет передавать большие мощность по ЛЭП (линия электропередач) с минимальным сечением провода с минимальными потерями.
Рассмотрим в цифрах: Р = 5000 (Вт) U = 220 (В) Найти: Ток – I(А) в линии? I = P/U = 5000/220 = 22.72(A)
Теперь увеличим напряжение до 10(кВ), что равняется 10000(В) I = 5000/10000 = 0.5(А).
Вывод: сечение провода будет определять ток – I, мощность – Р, напряжение – U и длина линии – L в которой заключены активное сопротивление проводника – R(Ом/км) и реактивное сопротивление Х(Ом/км).
Следующим этапом выбора сечения жил, и марки низковольтных кабельных линий является проверка выбранного кабеля на потерю напряжения, для силовых сетей потеря напряжения не должна превышать 5%.
Ниже имеется форма, по которой вы сможете сделать расчеты, проверить на длительно допустимый ток и потерю напряжения в проводах и шнурах.
Объяснение:
Внешнее сопротивление подключается последовательно к ЭДС. Т.к. ЭДС можно представить как батарейку с подключенным к ней резистором
(это и есть внутреннее сопротивление источника), то по закону Ома: 
. Значит 
Ом