Задача №7. Если, не изменяя расстояния между разрядниками электрофорной машины и поддерживая примерно постоянную частоту обращения, отключить при помощи соединительного стержня конденсаторы (лейденские банки), то характер разряда существенно изменится: вместо мощной искры, проскакивающей через заметные промежутки времени, будет очень часто проскакивать слабая искра. Объяснить причину явления. При возможности проверьте на опыте.
Решение:
Напряжение на разрядниках электрофорной машины обратно пропорционально емкости лейденовских банок. При постоянной частоте врашения машины скорость разделения заряда остается постоянной. Для достижения напряжения пробоя в случае большой емкости требуется большее время и, кроме того, энергия искры, будет больше. Поэтому наблюдаются редкие мощные искры. Когда конденсатор отключают, емкость системы резко падает, скорость достижения напряжения пробоя возрастает, промежуток времени между искрами сильно уменьшается. Энергии искры также значительно уменьшается. Наблюдаются частые слабые искры.
Задача №1. В технических справочниках по применению гальваностегии приводится величина h/jt, характеризующая скорость роста толщины h покрытия при единичной плотности тока j. Доказать, что эта величина равна отношению электрохимического эквивалента k данного металла к его плотности ρ.
Задача №2. Используя решение предыдущей задачи, рассчитать толщину слоя, осевшего на изделие за 1 ч, при лужении (покрытие оловом) и серебрении. При лужении применяется плотность тока 1 А/дм2, а при серебрении 0,5 А/дм2.
Задача №3. Какова сила тока насыщения при несамостоятельном газовом разряде, если ионизатор образует ежесекундно 109 пар ионов в одном кубическом сантиметре? Площадь каждого из двух плоских параллельных электродов 100 см2, расстояние между ними 5 см.
Задача №4. При какой напряженности поля начнется самостоятельный разряд в водороде, если энергия ионизации молекул равна 2,5*10-18 Дж, а средняя длина свободного пробега 5 мкм? Какую скорость имеют электроны при ударе о молекулу?
Задача №5. Расстояние между электродами в трубке, наполненной парами ртути, 10 см. Какова средняя длина свободного пробега электрона, если самостоятельный разряд наступает при напряжении 600 В? Энергия ионизации паров ртути 1,7*10-18 Дж. Поле считать однородным.
Задача №6. Плоский конденсатор подключен к источнику напряжением 6 кВ. При каком расстоянии между пластинами произойдет пробой, если ударная ионизация воздуха начинается при напряженности поля 3 МВ/м?
Задача №7. Если, не изменяя расстояния между разрядниками электрофорной машины и поддерживая примерно постоянную частоту обращения, отключить при помощи соединительного стержня конденсаторы (лейденские банки), то характер разряда существенно изменится: вместо мощной искры, проскакивающей через заметные промежутки времени, будет очень часто проскакивать слабая искра. Объяснить причину явления. При возможности проверьте на опыте.
Задача №8. Молния представляет собой прерывистый разряд, состоящий из отдельных импульсов длительностью примерно 1 мс. Заряд, проходящий по каналу молнии за один импульс, равен 20 Кл, а среднее напряжение на концах канала равно 2 ГВ. Какова сила тока и мощность одного импульса? Какая энергия выделяется при вспышке молнии, если она состоит из 5 разрядов?
Задача №9. При перенапряжении между рогами разрядника (рис. 99) возникает плазменная дуга. Почему дуга сначала возникает внизу, а затем перемещается вверх и гаснет?
Задача №10. Концентрация ионизованных молекул воздуха при нормальных условиях была равна 2,7*1022 м-3. Сколько процентов молекул ионизовано? Какова степень ионизации плазмы?
Рымкевич, А. П. Физика. Задачник. 1011 кл.: пособие для общеобразоват. Учреждений / А. П. Рымкевич. 10-е изд., стереотип. М.: Дрофа, 2006. 188, [4] с.: ил.