НОФ 2013, II кръг (областен), 9. клас — Задача 3. Стабилизиран токоизправител

Областен кръг на олимпиадата по физика 2013, тема за възрастова група – IX клас · 24 февруари 2013 г. · 10 т.

Условие

Стабилизираният токоизправител е електронно устройство, което може да изпълнява различни функции. Една от тях е да поддържа постоянен тока през даден консуматор. Ако поради някаква причина съпротивлението на консуматора се изменя по време на неговата работа, токоизправителят автоматично променя напрежението си така, че токът през консуматора да не се променя.

а) Стабилизиран токоизправител (СТ) трябва да поддържа постоянен ток $I = 0{,}04\ \mathrm{A}$ през веригата, показана на фиг. 3 (а). Съпротивленията на резисторите 1 и 2 са съответно $R_1 = 150\ \Omega$ и $R_2 = 60\ \Omega$. Съпротивлението $R$ на реостата се променя от $0\ \Omega$, когато плъзгачът му е в положение $A$, до $120\ \Omega$ – в положение $B$. Между какви стойности $U_A$ и $U_B$ трябва да се променя напрежението на токоизправителя така, че токът през веригата да остава постоянен, когато плъзгачът се движи от т. $A$ към т. $B$? [5 т.]

б) След това стабилизираният токоизправител се използва за зареждане на кондензатор с капацитет $C = 0{,}2\ \mathrm{F}$, както е показано на фиг. 3 (б). Съпротивлението на резистора е $R = 5\ \mathrm{k\Omega}$. Преди затварянето на ключа $K$ кондензаторът е незареден. След затварянето на ключа във веригата започва да тече постоянен ток $I = 2\ \mathrm{mA}$. Колко е напрежението $U_0$ на токоизправителя веднага след затварянето на ключа $K$? [2 т.]

в) Максималното напрежение на токоизправителя е $U_{\max} = 15\ \mathrm{V}$. При достигане на това напрежение веригата автоматично се прекъсва. Колко време $t$ продължава зареждането на кондензатора? [3 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: NOF2_2013_9problems.pdf · официални решения: NOF2_2013_9solutions.pdf