Условие
Городская олимпиада (3-й этап) 2011 10 класс № 2Удельное сопротивление металлов в жидком состоянии значительно больше, чем в твердом. Например, жидкая медь или жидкий свинец приблизительно в два раза хуже проводят электрический ток. При этом их плотность увеличивается очень незначительно. В этой задаче Вам предстоит исследовать резистор, находящийся на грани перехода из одного агрегатного состояния в другое.
Исследуемый элемент изображен на рисунке. Непроводящая оболочка имеет незначительное сужение с одной стороны и расширение с другой. Это сделано для того, чтобы плавление твердого проводника начиналось слева, а кристаллизация справа. При расчетах пренебрегайте этими участками и считайте форму проводника цилиндрической. Также считайте, что граница раздела жидкой и твердой фаз всегда перпендикулярна оси системы (см. рисунок).
В данной задаче температура исследуемого элемента будет всегда близка к температуре плавления (немного больше, немного меньше), поэтому можете пренебречь зависимостью удельного сопротивления материала от температуры.
Часть 1. Исследование элемента
Сопротивление проводника в твердом состоянии равно
1.1 Чему равно сопротивление элемента, если длина расплавившейся области равна
Оболочка элемента рассеивает тепло в атмосферу, причем мощность тепловых потерь прямо пропорциональна разности температур элемента и окружающей среды. Температура окружающей среды остается постоянной.
Напряжение на элементе медленно увеличивают, и при некотором значении
Часть 2. Элемент и резистор
Последовательно к элементу подключают резистор с сопротивлением
2.1 При каком напряжении материал элемента полностью расплавится?
2.1 В каком интервале напряжений (
2.2 Определите значение тока в цепи в трех различных случаях:
Последовательно к элементу подключают резистор с сопротивлением
2.3 Как будет изменяться сила тока при медленном увеличении напряжения от
3.1 Напряжение на элементе плавно увеличивается от
4.1 Изобразите вольтамперную характеристику (ВАХ) элемента — зависимость тока от напряжения — в том же диапазоне, что и в предыдущем пункте.
Похожие задачи
Бареттер
В данной задаче вам предстоит рассмотреть модель бареттера — электронного устройства, используемого для стабилизации тока. Рассматриваемый бареттер …
У Р Б П ≈5/5 Т3
Терморезисторы
В электротехнике используются приборы, которые называются терморезисторы, сопротивление которых достаточно сильно зависит от температуры. Если …
У Р Б П ≈5/5 Т2
Слоистые резисторы
Современные нанотехнологии позволяют создавать синтетические материалы с заданными физическими свойствами. Рассмотрим слоистый резистор в форме …
У Р Б П ≈5/5 Т3
Терморезистор – терморегулятор
В данной задаче Вам необходимо проанализировать возможность проанализировать возможность применения такого прибора в качестве нагревателя и …
У Р Б П ≈5/5 Т3
Задача 11-3
С развитием технологий появляются все новые материалы с удивительными свойствами. Два таких метаматериала рассматриваются в данной задаче.
У Р Б П ≈5/5 Т2
Изучение лампочки накаливания
При подготовке к Новому году Федор решил самостоятельно изготовить гирлянду из лампочек накаливания. Чтобы сразу не сжечь все имеющиеся лампочки, и …
У Р Б П ≈5/5