В цепь переменного тока включён конденсатор электроёмкостью 50 мкФ. Зависимость напряжения на конденсаторе от времени выражается в единицах СИ формулой u = 4cos(20t). а) Как изменится ёмкостное сопротивление конденсатора, если увеличить частоту тока в 2 раза? б) Чему равно ёмкостное сопротивление конденсатора? в) Какой формулой в единицах СИ выражается зависимость от времени силы тока в цепи?
от

1 Ответ

Дано:

Емкость конденсатора, C = 50 мкФ = 50 * 10^(-6) Ф

Формула для напряжения на конденсаторе: u = 4cos(20t)

а) Найти изменение ёмкостного сопротивления конденсатора при увеличении частоты тока в 2 раза.

Известно, что ёмкостное сопротивление конденсатора рассчитывается по формуле:

Xc = 1 / (2πfC), где Xc - ёмкостное сопротивление, f - частота тока, C - емкость.

При увеличении частоты тока в 2 раза, новая частота t_нов = 2 * t.

Ёмкостное сопротивление конденсатора выражается формулой:
Xc_нов = 1 / (2π * 2t * C) = 1 / (4πtC) = 1/4 * (1 / (πtC)) = 1/4 * Xc

Таким образом, если увеличить частоту тока в 2 раза, ёмкостное сопротивление конденсатора уменьшится в 4 раза.

б) Найти ёмкостное сопротивление конденсатора.

Xc = 1 / (2πfC) = 1 / (2π * 20 * 50 * 10^(-6)) ≈ 159.15 Ом

в) Найти формулу зависимости от времени силы тока в цепи.

Сила тока в цепи выражается как производная напряжения по времени:

i = du/dt = d(4cos(20t))/dt = -80sin(20t)

Ответ:

а) При увеличении частоты тока в 2 раза, ёмкостное сопротивление конденсатора уменьшится в 4 раза.

б) Ёмкостное сопротивление конденсатора ≈ 159.15 Ом.

в) Зависимость силы тока от времени: i = -80sin(20t)
от