مسألة في الفيزياء مع الحل

الموضوع في 'العلوم الفيزيائية' بواسطة ربيع, بتاريخ ‏25 ابريل 2009.

  1. ربيع

    ربيع عضو جديد

    مسألة 01: مبدأ عمل وماض آلة تصوير(flash) .
    فلاش الكتروني في آلة تصوير يغذى بواسطة بطاريتين القوة المحركة الكهربائية لكل منهما 1,5V
    بواسطة تجهيز خاص يمكن رفع التوتر الذي يتم تحته شحن مكثفة الفلاش التي كتب عليها
    C =150 ± 10% µFإلى 330 فولط.
    I. دراسة الفلاش:
    1.أعط عبارة الطاقة المخزنة في المكثفة وأحسب قيمتها العددية .
    2.التفريغ السريع في مصباح الفلاش يعطي إضاءة شديدة لمدة تقدر بحوالي 1 ميلي ثانية.ما هي القيمة العددية للاستطاعة المصروفة خلال الإضاءة ؟
    3.لأي سبب رفع التوتر قبل تطبيقه بين لبوسي المكثفة ؟
    II. دراسة تجريبية للدارة RC .
    من أجل التحقق من قيمة سعة المكثفة نحقق الدارة الكهربائية التالية:
    المقاومة(R) المستعملة فيها كبيرة .
    المولد يعطي توتر مستمر قوته المحركة الكهربائية 12 V .
    المكثفة فارغة بداية.
    C

    R

    E

    A

    K

    uc

    uR

    q

    i







    نشحن المكثفة بغلق القاطعة K عند اللحظة t=0 ونسجل شدة التيار كل 10 S فنحصل على النتائج المدونة في الجدول التالي :

    90
    80
    70
    60
    50
    40
    30
    20
    10
    0
    t(s)
    4,2
    5,6
    7,3
    9,8
    13,1
    17,4
    23,0
    30,6
    40,6
    54,0
    i(µA)
    1.عين قيمة المقاومة R المستعملة .
    2.أرسم على ورقة ميلي مترية البيان i=f(t) من الجدول السابق؟
    السلم :1 cm 10 µA ، 1 cm 10 s .
    3.شدة التيار الكهربائي تتناقص مع مرور الزمن وفق العبارة:
    i(t) = I0 e-t
    أ‌. أحسب شدة التيار المار بالدارة عند اللحظة t=τ .
    ب‌. عرف ثابت الزمن لدارة الشحن وعين قيمته العددية من البيان ثم أحسب سعة المكثفة .
    ت‌. هل النتيجة تتفق مع دلالة الصانع ؟
    حل المسألة 1:
    I.
    1. عندما تشحن المكثفة تحت توتر U فإنها تخزن طاقة تعطى بالعلاقة:
    ت ع:
    2.
    3. إن التوتر الذي تولده البطاريتين (3 V) لا يكفي لجعل مصباح الفلاش يضيء بشدة لذا يجب رفع هذا التوتر بواسطة تجهيز خاص.
    II.
    1. بتطبيق قانون جمع التوترات تجد:
    E = uR(t) + uc(t)
    E = Ri(t) +
    عند اللحظة t=0 المكثفة فارغة أي q(0)=0

    2.


    10

    20

    t(s)

    i (µA)

    10

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    0

    0

    20

    30

    40

    50

    60

    رسم البيان i=f(t) .






    3.
    أ‌- t=τ→i(τ)=I0 e-1 = 0,37 I0 = 0,37 x 54 x10-6 = 2,00 x 10-5 A = 20,00 µA
    ب‌- ثابت الزمن (τ) :هو الزمن اللازم ليصل التوتر بين طرفي المكثفة خلال الشحن : 0,63 E أو تبلغ شدة التيار القيمة 0,37 I0
    من البيان نجد أن قيمة شدة التيار تبلغ القيمة 0,37 I0=20,00 µA من أجل t=τ=35 s .
    = RC→ τ
    حسب دلالة الصانع لدينا:
    C = 150 ± 10% x 150 = 150 ± 15
    135 C 165 µF
    النتيجة التجريبية تتفق مع دلالة الصانع ؟

     
  2. دنيا حب

    دنيا حب عضو جديد

    جزاك الله خيرا
     
  3. احمدنورالدين

    احمدنورالدين عضو جديد

    شكرا اخي الكريم وجزاك الله الف خير
     

مشاركة هذه الصفحة