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:
V = a^3 = (0.15 м)^3 = 0,003375 м^3, m = 500 * 0,003375 кг = 1,6875 кг = 1,69 кг
5) Коэффициент сопротивления умножается на силу тяжести состава, и полученная величина должна быть не больше тяговой силы:
0.006 * mg = 300 кН
m = 300 кН / (0,006 g) = 5000 т
6) Fупр = Fсопр = 0.2 * mg = 8 Н = k x
x = 8 Н / (50 Н / м) = 0,16 м = 16 см