Đăng nhập Đăng ký

ID: 23124

Vận dụng (M3)
Để thiết kế một hệ thống đèn flash kĩ thuật số chụp ảnh ban đêm, kĩ sư sử dụng một mạch tăng áp DC để cung cấp điện áp $\displaystyle U_0 = 400$ V nạp cho tụ điện. Yêu cầu kĩ thuật đặt ra là chớp sáng phải cung cấp tổng năng lượng đúng bằng $\displaystyle 32$ J. Để bảo vệ an toàn cho hệ thống pin, cường độ dòng điện nạp lớn nhất không được vượt quá $\displaystyle 5$ mA. Biết rằng lúc xả điện, công suất phát quang tức thời cực đại qua bóng đèn đạt ngưỡng $\displaystyle 80$ kW. Điền số thích hợp vào chỗ trống:
“Điện dung của tụ điện cần sử dụng là $\displaystyle \mu\text{F}$ , điện trở nạp tối thiểu của mạch là $\displaystyle \text{k}\Omega$ và điện trở tương đương của bóng đèn $\displaystyle \mathrm{Xe}$ khi đạt công suất xả cực đại là $\displaystyle \Omega$ .”

`1`
`2`
`3`
Giải thích đáp án:
Đây là câu hỏi M3.
Từ công thức tính năng lượng điện trường, ta suy ra điện dung của tụ điện cần thiết.
$\displaystyle \begin{array}{rcl} W &=& \dfrac{1}{2} C U_0^2 \\ \Leftrightarrow C &=& \dfrac{2W}{U_0^2} \\ &=& \dfrac{2 \cdot 32}{400^2} \\ &=& 4 \cdot 10^{-4}\,\text{F} = 400\,\mu\text{F}. \end{array}$
Cường độ dòng nạp đạt giá trị cực đại ngay tại thời điểm bắt đầu nạp $\displaystyle t = 0$ .
$\displaystyle \begin{array}{rcl} I_{\text{max}} &=& \dfrac{U_0}{R_{\text{nạp}}} \\ \Leftrightarrow R_{\text{nạp}} &=& \dfrac{U_0}{I_{\text{max}}} \\ &=& \dfrac{400}{5 \cdot 10^{-3}} \\ &=& 80\,000\,\Omega = 80\,\text{k}\Omega. \end{array}$
Công suất xả cực đại xuất hiện tại thời điểm $\displaystyle t=0$ khi bắt đầu phóng điện qua bóng đèn.
$\displaystyle \begin{array}{rcl} P_{\text{max}} &=& \dfrac{U_0^2}{R_{\text{xả}}} \\ \Leftrightarrow R_{\text{xả}} &=& \dfrac{U_0^2}{P_{\text{max}}} \\ &=& \dfrac{400^2}{80 \cdot 10^3} \\ &=& 2\,\Omega. \end{array}$

để xem lời giải của câu hỏi này

Câu hỏi cùng chủ đề

Chưa có câu hỏi