FizykaII NI/Ćwiczenia VI

Zadanie 1

Typowy przewód instalacyjny zawiera druty miedziane o średnicy [math]\unit{1,5}{ mm}[/math] w izolacji. Obciążalność długotrwałą takich przewodów oblicza się w zależności od warunków zamontowania na podstawie odpowiednich norm. Bezpiecznie jest przyjąć, że przez taki przewód można przepuszczad na stałe prąd o natężeniu nie większym niż [math]\unit{16}{A}[/math]. Policzyć:

1. spadek napięcia na długości [math]\unit{1}{m}[/math] drutu miedzianego o średnicy [math]\unit{1,5}{mm}[/math] przy przepuszczaniu prądu [math]\unit{16}{A}[/math]
2. moc wydzielaną na ciepło w tym odcinku drutu
3. o ile ogrzeje się ten przewód w ciągu minuty przepuszczania prądu [math]\unit{16}{A}[/math] (bez chłodzenia)
4. gęstość prądu oraz średnią prędkośd przepływu elektronów w tych warunkach

Dane tablicowe:

• opór właściwy miedzi [math]\rho_e = \unit{1,7·10^{-8}}{\Omega m}[/math]
• ciepło właściwe miedzi [math]c_p = \unit{380}{\nicefrac{ J}{kg·K}}[/math]
• gęstośd miedzi [math]ρ_m = \unit{9}{\nicefrac{ g}{cm^3}}[/math]
• masa molowa miedzi [math]μ = \unit{63,5}{\nicefrac{ g}{mol}}[/math]
• liczba Avogadro [math]N_A = \unit{6\ 10^{23}}{\nicefrac{1}{mol}}[/math]
• ładunek elektronu [math]e = \unit{1,6\ 10^{-19}}{C}[/math]

Przyjąd, że jeden elektron przewodnictwa przypada na jeden atom miedzi.

Zadanie 2

Obliczyć masę miedzi osadzonej na elektrodzie z roztworu CuSO₄ przy całkowitym rozładowaniu akumulatora samochodowego o pojemności [math]\unit{60}{Ah}[/math]. Wykorzystać dane tablicowe z poprzedniego zadania.

Zadanie 3

Przestrzeo między dwiema współśrodkowymi metalowymi powierzchniami sferycznymi o promieniach [math]a[/math] oraz [math]b[/math] wypełniono materiałem o stałej przewodności właściwej [math]\sigma[/math]. Jakie jest natężenie płynącego prądu, jeśli różnica potencjałów między powierzchniami wynosi [math]U[/math]?

Zadanie 4

Zerwany przewód wysokiego napięcia linii przesyłowej pod napięciem [math]U[/math] upadł na ziemię tak że odległość jego styku z ziemią znajduje się w odległości [math]a[/math] od bliższej nogi stojącego obok człowieka. Jaki jest spadek napięcia między tą, a drugą nogą znajdującą się w odległości [math]b[/math] od punktu styku, jeśli opór właściwy gruntu wynosi [math]\rho[/math]?

Zadanie 5

Znaleźć prądy płynące przez oporniki w układzie pokazanym na rysunku, zaniedbując opory wewnętrzne źródeł.

Zadanie 6

Jakie będą, wskazania woltomierza i amperomierza w układach pokazanych na rysunku? Opory wewnętrzne woltomierza i amperomierza wynoszą, odpowiednio [math]r_V[/math] i [math]r_A[/math], a opór wewnętrzny źródła [math]r_z[/math].