Полной механической энергией системы тел называется сумма кинетической и потенциальной энергий: E = Eк + Eп. Механическая энергия Е характеризует движение и взаимодействие тел и является функцией скоростей и взаимного расположения тел. Изменение механической энергии системы возможно при совершении работы внешними силами или действия внутренних непотенциальных сил: - внешнего воздействия на систему (толчки, приближение из вне магнита, заряженных тел и т. п.) ; - наличия внутренних неконсервативных сил. Например, силы сопротивления вызывают уменьшение механической энергии системы "шар, Земля, воздух, нить".
Если система взаимодействующих тел не замкнута, то ее механическая энергия не сохраняется. Изменение механической энергии такой системы равно работе внешних сил: Авн = ΔЕ = Е – Е0, где Е и Е0 – полные механические энергии системы в конечном и начальном состояниях соответственно.
Физический смысл работы - мера изменения механической энергии системы. Итак, вывод: при любых физических взаимодействиях энергия превращается из одной формы в другую. Так называемый, - закон сохранения и превращения энергии.
Объяснение:
Дано:
U=270 B
R2 = 12 Ом
R4 = 22 Ом
R5 = 16 Ом
R6 = 10 Ом
L2 = 14 мГн
L3 = 8 мГн
C1 = 11 мкФ
C3 = 22 мкФ
ν = 50 Гц
_________
1)
Находим активное сопротивление цепи:
R = R2+R4+R5+R6 = 12+22+16+10 = 60 Ом
2)
Находим реактивные сопротивления катушек:
XL = XL2+XL3 = 2π*ν*L2+2π*ν+L3 = 2π*ν*(L2+L3)=
=2*3,14*50*(14+8)*10⁻³ ≈ 69 Ом
3)
Находим реактивное сопротивление емкостей:
Xc = Xc1+Xc3 = 1 / (2π*ν*C1) + 1/(2π*ν*C3) = 1/(2π*ν)*(1/C1+1/C3) =
= 1/(2*3,14*50) * (1/11*10⁻⁶+1/22*10⁻6) ≈ 1/(2*3,14*50)*(1/11e-6+1/22e-6)≈434 Ом
4)
Находим общее сопротивление цепи:
Z = √ (R²+ (Xc-XL)²) = √ (60² + (434-69)²) ≈ 670 Ом
5)
Находим общий ток:
I = U / Z = 270 / 670 ≈ 0,4 А
6)
Находим активную мощность:
P =I²*R = 0,4²*60 = 9,6 Вт
7)
Ну а теперь последовательно находим напряжения на элементах цепи:
Резисторы:
U2 = I*R2 = 0,4*12 = 4,8 B
U4 = I*R4 = 0,4*22 = 8,8 B
U5 = I*R5 = 0,4*16 = 6,4 B
U6 = I*R6 = 0,4*10 = 4,0 B
На катушках:
UXL2 = 2*π*ν*L2*I = 2*3,14*50*14*10⁻³ *0,4 ≈ 1,8 B
Аналогично на XL3 (рассчитать самостоятельно!)
Напряжение на конденсаторах:
UXc1 = I*(1/(2π*ν*C) = 0,4*1/(2*3,14*50*11*10⁻⁶) ≈ 116 В
(Аналогично на другом конденсаторе рассчитать самостоятельно)
Электрическая схема: