Vyhledávání úloh podle oboru

Databáze úloh FYKOSu odjakživa

astrofyzika (85)biofyzika (18)chemie (24)elektrické pole (71)elektrický proud (76)gravitační pole (81)hydromechanika (146)jaderná fyzika (44)kmitání (57)kvantová fyzika (31)magnetické pole (43)matematika (89)mechanika hmotného bodu (298)mechanika plynů (87)mechanika tuhého tělesa (221)molekulová fyzika (72)geometrická optika (78)vlnová optika (65)ostatní (167)relativistická fyzika (37)statistická fyzika (21)termodynamika (155)vlnění (51)

elektrický proud

2. Série 14. Ročníku - 3. šroubovice

Mějme nekonečný drát stočený do pravotočivé šroubovice (helixu). Drát je rovnoměrně nabitý a osa helixu je totožná s osou $z$. Do vzniklého pole pošleme nabitou částici (drát je tenký, takže do něj částice nenarazí). V jistém časovém okamžiku známe její $p_{z}$ a $L_{z}$, tedy $z$ové komponenty hybnosti a momentu hybnosti. Můžeme v jiném okamžiku určit $p_{z}$, známe-li v tomto okamžiku $L_{z}?$

(Problém lze vyřešit zcela exaktně. Naproti tomu není určitě nezajímavé zkusit situaci počítačově simulovat a dostat tak hledanou závislost v podstatě experimentálně, v případě ověřit teoretickou předpověď.)

Navrhl Ruda Sýkora.

1. Série 14. Ročníku - 2. kondenzátor v kapalině

Do kapalného dielektrika jsou svisle ponořeny dvě čtvercové paralelní vodivé desky o straně $a$. Nejsou-li desky nabity, vystoupí hladina mezi deskami do výšky $h_{0}$ (měřeno od dolního okraje desek). O jakou vzdálenost $\Delta h$ se zvýší hladina kapaliny mezi deskami, nabijeme-li desky na napětí $U$? Permitivita kapaliny je $\epsilon$, hustota $\rho$ a vzdálenost desek je $d$ ($d << a$).

Jan Prokleška se inspiroval sbírkou úloh Příklady z elektřiny a magnetismu.

6. Série 13. Ročníku - 2. odporová síť

figure

Mějme drát, jehož jednotka délky má odpor $R$. Z rovnostranných trojúhelníků z něj vyrobených postavíme nekonečnou síť naznačenou na obrázku (nejdelší strana má jednotkovou délku). Jaký odpor bude mezi vrcholy největšího trojúhelníku?

5. Série 13. Ročníku - S. JFET tranzistor

Uvažujte tranzistor JFET vyrobený z polovodiče typu N ve tvaru kvádru o hranách $a$, $b$, $c$. Na dvou protilehlých stěnách jsou vývody S a D, na jiných dvou protilehlých je z polovodiče typu P vývod G (obě stěny jsou vodivě propojeny na jeden vývod). Předpokládejme, že šířka přechodu je dána vztahem $d=d_{0}+λU'$, kde $U'$ je závěrné napětí. Předpokládejme navíc, že proud může procházet pouze oblastí polovodiče N mimo přechod. Proud tekoucí polovodičem se stanoví ze vztahu $I=SσU⁄l$, kde $U$ je napětí mezi svorkami na polovodiči s vodivostí $σ$, jejichž vzdálenost je $l$ a proud prochází kolmo plochou $S$. Z tohoto jednoduchého modelu se pokuste stanovit závislost proudu tranzistorem na napětí mezi svorkami S a D, jako parametr uvažujte napětí na svorce G. Úlohu si ještě můžete zpestřit porovnáním výsledku s charakteristikou válcového tranzistoru JFET, kde je polovodič P po celém plášti válce.

4. Série 13. Ročníku - S. Tranzistor PNP

Proveďte diskusi funkce PNP tranzistoru. Porovnejte s funkcí NPN tranzistoru kvalitativně, ale i kvantitativně. Díra má stejný náboj jako elektron, má však menší pohyblivost. Co se stane, když posvítíme dovnitř tranzistoru (PNP i NPN)?

3. Série 13. Ročníku - 2. supravodič

figure

Mějme následující obvod (viz. obrázek). Část obvodu obsahující $R_{2}$ a $L$ $(10\,\jd{H})$je ponořena do kapalného hélia. Vodiče v této části jsou supravodivé (mají nulový odpor). Vyndáme-li $R_{2}$ z hélia, má odpor $5 \,\jd{Ω}$.

První experiment probíhá následovně: Proud $I$ měníme pomocí $R_{1}$ tak, aby v časovém intervalu $(t_{0},t_{1})$ byl konstantní $1 \,\jd{A}$, v $(t_{1},t_{2})$ rovnoměrně klesal na nulu, v $(t_{2},t_{3})$ rovnoměrně stoupal na $0,5 \,\jd{A}$ a dále byl konstantní. V čase $t_{3}$ rezistor $R_{2}$ vyndáme z hélia a v čase $t_{4}$ jej tam opět spustíme. V $t_{0}$ je $I_{1}=I_{2}=0,5 \,\jd{A}$. Určete časový průběh $I_{1}$ a $I_{2}$ v časovém intervalu ($t_{0},t_{4})$.

Druhý experiment probíhá následovně: Na počátku je $R_{2}=0 \,\jd{Ω}$, $I_{1}=0 \,\jd{A}$, $R_{1}=7,5 \,\jd{Ω}$, $I=0,5 \,\jd{A}$. $R_{1}$ se dále nemění. V čase $t_{1}$ vyndáme $R_{2}$ z hélia a v čase $t_{2}$ jej tam opět spustíme. Načrtněte do grafu průběh časové závislosti $I$, $I_{1}$, $I_{2}$.

3. Série 13. Ročníku - 3. a přece se točí

Uvažte měděný kruhový závit o poloměru $R=10\;\mathrm{cm}$, který leží na stole v magnetickém poli Země (vektor magnetické indukce je rovnoběžný se stolem, který se nachází na rovníku). Poloměr drátu je $r=0,3\;\mathrm{mm}$. Závitem prochází proud $I$. Určete $I$ tak, aby se závit překlopil (předpokládejte, že tření je dostatečně velké, takže závit neproklouzne).

3. Série 13. Ročníku - S. diodová charakteristika

Uvažujme reálnou křemíkovou diodu s přechodovým napětím $0,6 \,\jd{V}$ při pokojové teplotě (fyzici pro jednoduchost považují za pokojovou teplotu $300 \,\jd{K}$, oproti normální $20{^\circ} \,\jd{C} = 293 \,\jd{K}$, protože se s tím lépe počítá a lépe se to pamatuje). Pokuste se z uvedených rovnic (i v minulých dílech seriálu) odhadnout, jak se bude dioda chovat při zvýšení teploty o $10 \,\jd{K}$, $20 \,\jd{K}$ a $40 \,\jd{K}$. Není třeba do puntíku počítat, co se přesně stane, jde pouze o kvalitativní odhady. Ti, kdo mají možnost, mohou odhady ověřit měřením – k měření voltampérové charakteristiky je třeba pouze dioda, ochranný odpor (nikdy nezapojujte diodu v propustném směru přímo na napětí!), zdroj napětí, voltmetr a ampérmetr. Odhady by měly být pro přehlednost aspoň schematicky nakreslené v nějakém grafu. Zaměřte se zejména na velikost závěrného proudu a polohu kolena v propustném směru.

6. Série 12. Ročníku - 3. oscilační obvody

Rezonanční obvod se skládá z neideální cívky s indukčností $L=1\,\jd{ H}$ a vnitřním odporem $R=1\,\jd {Ω}$ a neideálního kondenzátoru s kapacitou $C=1\,\jd{µF}$ o neznámém svodovém odporu $R_{x}$. Jaká je velikost $R_{x}$, pokud víme, že se 1/3 původní energie rezonančního obvodu ztrácí v podobě tepla na odporu cívky?

6. Série 11. Ročníku - 1. síť sítí

figure

Spočtěte elektrický odpor $R$ mezi body $A$ a $B$ nekonečně rozlehlé čtvercové sítě (viz obr. 1). Jednotlivé úsečky tvořící síť mají odpor $R_{0}$.

Tato stránka využívá cookies pro analýzu provozu. Používáním stránky souhlasíte s ukládáním těchto cookies na vašem počítači.Více informací

Pořadatelé a partneři

Pořadatel

Pořadatel MSMT_logotyp_text_cz

Generální partner

Hlavní partner

Partner

Mediální partner


Created with <love/> by ©FYKOS – webmaster@fykos.cz