1. Для определения периода колебаний силы тока необходимо знать её частоту. Частота - это количество колебаний за единицу времени.
Формула для расчета частоты:
f = 1 / T,
где f - частота, T - период.
Из условия задачи известно, что период T = 0,024 секунды.
Подставляем значение периода в формулу:
f = 1 / 0,024 = 41,67 Гц (округляем до двух знаков после запятой).
Таким образом, частота колебаний силы тока составляет 41,67 Гц.
2. Амплитуда силы тока - это максимальное значение, которое она достигает во время колебаний.
Поскольку в задаче не указано, что колебания силы тока являются гармоническими, то мы предполагаем, что они ими не являются.
В таком случае, амплитуду силы тока можно считать равной максимальному значению, т.е. i = 100 мА.
Действующее значение силы тока - это значение, равное амплитуде деленной на корень из 2.
i(действ) = i / √2 = 100 мА / 1,414 = 70,71 мА (округляем до двух знаков после запятой).
Таким образом, амплитуда силы тока равна 100 мА, а её действующее значение составляет 70,71 мА.
3. Уравнение колебаний силы тока может быть записано в следующем виде:
i = i(ампл) * sin(ωt + φ),
где i - сила тока, i(ампл) - амплитуда силы тока, ω - круговая частота, t - время, φ - начальная фаза.
В нашем случае, поскольку колебания силы тока не являются гармоническими, нет смысла использовать это уравнение.
4. Для определения амплитуды и действующего значения напряжения на резисторе необходимо знать его сопротивление и действующее значение силы тока.
Закон Ома гласит, что напряжение на резисторе равно произведению его сопротивления на силу тока:
U(ампл) = R * i(ампл),
U(действ) = R * i(действ).
Из условия задачи известно значение сопротивления резистора R = 250 Ом и действующее значение силы тока i(действ) = 70,71 мА.
Подставляем значения в формулы:
U(ампл) = 250 Ом * 100 мА = 25 В,
U(действ) = 250 Ом * 70,71 мА = 17,68 В (округляем до двух знаков после запятой).
Таким образом, амплитуда напряжения на резисторе составляет 25 В, а его действующее значение равно 17,68 В.
5. Уравнение колебаний напряжения на резисторе может быть записано в следующем виде:
U = U(ампл) * sin(ωt + φ),
где U - напряжение на резисторе, U(ампл) - амплитуда напряжения, ω - круговая частота, t - время, φ - начальная фаза.
В нашем случае, поскольку колебания напряжения на резисторе не являются гармоническими, нет смысла использовать это уравнение.
6. Индуктивное сопротивление катушки можно определить по формуле:
XL = ωL,
где XL - индуктивное сопротивление катушки, ω - круговая частота, L - индуктивность.
В задаче известно значение индуктивности катушки Z = 0,5 Гн.
Подставляем значения в формулу:
XL = 2πfL = 2π * 41,67 Гц * 0,5 Гн = 261,8 Ом (округляем до одного знака после запятой).
Таким образом, индуктивное сопротивление катушки составляет 261,8 Ом.
7. Для определения амплитуды и действующего значения напряжения на катушке необходимо знать индуктивное сопротивление катушки и действующее значение силы тока.
Закон Ома для индуктивной цепи гласит, что напряжение на катушке равно произведению индуктивного сопротивления на круговую частоту и индуктивность, умноженное на действующее значение силы тока:
UL(ампл) = XL * i(ампл),
UL(действ) = XL * i(действ).
Из условия задачи известны значения: индуктивное сопротивление XL = 261,8 Ом и действующее значение силы тока i(действ) = 70,71 мА.
Подставляем значения в формулы:
UL(ампл) = 261,8 Ом * 100 мА = 26,18 В,
UL(действ) = 261,8 Ом * 70,71 мА = 18,55 В (округляем до двух знаков после запятой).
Таким образом, амплитуда напряжения на катушке составляет 26,18 В, а её действующее значение равно 18,55 В.
8. Уравнение колебаний напряжения на катушке может быть записано в следующем виде:
UL = UL(ампл) * sin(ωt + φ),
где UL - напряжение на катушке, UL(ампл) - амплитуда напряжения, ω - круговая частота, t - время, φ - начальная фаза.
В нашем случае, поскольку колебания напряжения на катушке не являются гармоническими, нет смысла использовать это уравнение.
9. Для определения общего напряжения цепи, состоящей из резистора и катушки, соединенных последовательно, нужно просуммировать напряжения на обоих элементах.
У нас известно, что амплитуда напряжения на резисторе U(ампл) = 25 В, а на катушке UL(ампл) = 26,18 В.
Поскольку элементы соединены последовательно, общая амплитуда напряжения в цепи будет равна сумме амплитуд напряжений на резисторе и катушке:
Ut(ампл) = U(ампл) + UL(ампл) = 25 В + 26,18 В = 51,18 В.
Действующее значение общего напряжения в цепи равно корню из суммы квадратов амплитуд напряжений на резисторе и катушке:
Ut(действ) = √(U(ампл)^2 + UL(ампл)^2) = √(25 В^2 + 26,18 В^2) = 35,15 В (округляем до двух знаков после запятой).
Таким образом, амплитуда общего напряжения в цепи составляет 51,18 В, а её действующее значение равно 35,15 В.