by 
Για το κύκλωμα του διπλανού σχήματος, δίνονται Ε=100V, C=100μF και R1=R2=R=10kΩ, ενώ ο διακόπτης δ είναι ανοικτός. Σε μια στιγμή t0=0 κλείνουμε το διακόπτη, οπότε μετά από λίγο, τη στιγμή t1, η τάση μεταξύ των οπλισμών του πυκνωτή είναι ίση με το 80% της μέγιστης τιμής της. Για τη στιγμή t1, να βρεθούν:
i) Ο ρυθμός με τον οποίο μεταφέρεται ενέργεια στον πυκνωτή καθώς και ο ρυθμός μεταβολής της τάσης μεταξύ των οπλισμών του.
ii) Η ισχύς της πηγής τις χρονικές στιγμές t0 (αμέσως μετά το κλείσιμο του διακόπτη) και t1.
iii) Αν τη στιγμή t1 ανοίξουμε το διακόπτη:
α) Να κάνετε ένα ποιοτικό διάγραμμα της έντασης του ρεύματος που διαρρέει τον αντιστάτη R1, από τη στιγμή t=0, μέχρι τη στιγμή που ο πυκνωτής εκφορτίζεται.
β) Να υπολογίσετε το εμβαδόν των χωρίων που σχηματίζονται από την παραπάνω γραφική παράσταση και τον άξονα των χρόνων.
γ) Ποιος ο ρυθμός μεταβολής της έντασης του ρεύματος που διαρρέει τον αντιστάτη R1, τη χρονική στιγμή t2 που η τάση στα άκρα του είναι ίση με 50V;
Διονύση μπράβο!
Όλο το θέμα είναι πολύ καλό! Οι ρυθμοί μεταβολής, τα εμβαδά … Όλο είναι εξαιρετικό.
Το πιο σημαντικό είναι ότι μιλάς για τον πυκνωτή, που μπορεί, γιατί όχι, να μας απασχολήσει “αύριο” σε θέμα πανελλαδικών.
Το κρίμα είναι ότι διδάσκεται, όπως και όλο το συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα στο πλαίσιο της φυσικής γενικής παιδείας. Το πλαίσιο δεν είναι πρόβλημα, αν όμως το διδάξουμε όσο πληρέστερα γίνεται. Φέτος δεν είχαμε ούτε πηνίο, όμως εύκολα θυμάμαι για παράδειγμα τα χαρακτηριστικά κανονικής λειτουργίας. Το συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα πρέπει να διδάσκεται σαν να είναι στην ύλη της Γ΄ Λυκείου, διότι τελικά είναι…
Καλό απόγευμα
Γεια σου Διονύση. Πολύ καλή ανάλυση με άρωμα από την μακρινή εποχή των Δεσμών. Σύμφωνα με το νέο πρόγραμμα σπουδών αυτά θα διδαχτούν και πάλι. Βλέπω όμως εδώ ότι η εφαρμογή του μάλλον μετατίθεται για το 2032…
Γεια σου Διονύση, πολύ ωραία ανάρτηση που τονίζει τις ομοιότητες – διαφορές των κυκλωμάτων που περιέχουν πυκνωτή σε σχέση με αυτά που περιέχουν πηνίο και την σημαντικότητα της φυσικής Γενικής Β Λυκείου.
Καλημέρα συνάδελφοι.
Στέφανε, Αποστόλη και Παύλο, σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Καλοκαίρι έχουμε, ας κάνουμε και μερικές προεκτάσεις στα θέματα που μελετάμε…
Διονυση καλησπέρα,
Μας κρατας σε φορμα και δε μας αφηνεις στην καλοκαιρινη ραστωνη. Η ασκηση ειναι εξαιρετικη και καλα εκανες και την παρουσιασες τωρα το καλοκαίρι.
Καλη συνέχεια
Καλησπέρα Χρήστο.
Σε ευχαριστώ για το σχολιασμό…
Να ρωτήσω κάτι; έτυχε να μην διδαχτούμε, τουλάχιστον τόσο αναλυτικά την φυσική γενικής παιδείας β λυκειου, οπότε μπορείτε να μου εξηγήσετε γιατι όταν φτάσει η τάση στον πυκνωτή 100V δεν διαρρέεται από ρεύμα ο αντιστατης;
Καλό απόγευμα και από εδώ Σταύρο-Διονύση.
Αν εφαρμόσεις το 2ο κανόνα του Kirchhoff (με όποιον τεχνικά τρόπο…) θα καταλήξεις ότι η ΗΕΔ Ε είναι ίση με το άθροισμα των τάσεων στα άκρα της αντίστασης R1 και της τάσης μεταξύ των οπλισμών του πυκνωτή. Δηλαδή Ε=ΙR+Vc.
Αν λοιπόν έρθει στιγμή που η Vc γίνει ίση με την ΗΕΔ Ε, τότε η τάση στα άκρα της αντίστασης είναι μηδενική και με βάση το νόμο του Οhm, αυτή δεν θα διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα.
Ευχαριστώ πολύ κύριε Διονύση. Άρα χρονικά λειτουργεί κατά κάποιον τρόπο αντίθετα με το πηνιο ο πυκνωτης;
Σταύρο- Διονύση, όσον αφορά την ένταση του ρεύματος (κατά τη φόρτιση), πράγματι λειτουργεί αντίθετα από το πηνίο.
Αν όμως εστιάσουμε στο φορτίο που αποκτά, τότε η αναλογία είναι πλήρης.
Όπως γράφω και στο τέλος της λύσης σαν σχόλιο:
Ναι ναι το είδα ολόκληρο το αρχείο. Ευχαριστώ πολύ πάντως και το κατανόησα ότι θα έχουν αναλογία σε φορτίο και ρεύμα γιατι λειτουργούν παρόμοια (κατά την φόρτιση οχι σαν συσκευές). Γι αυτό υπάρχουν εξ άλλου και τα κυκλώματα LC.