Контрольная работа 3. Материал Cu, СибГУТИ, химия, контрольная

Фрагмент работы:

Контрольная №3

Задача №3.1.1

Определить падение напряжения в линии электропередач длиной L при температуре Т1, Т2, Т3, если провод имеет сечение S, и по нему течёт ток I.

Дано:

Материал Cu

Решение:

Падение напряжения по закону Ома равно:

Cопротивление равно:

Удельное сопротивление зависит от температуры:

Для данного материала:

Тогда падение напряжения равно:

Ответ:

Задача №3.1.2

Определить длину проволоки для намотки проволочного резистора с номиналом R и допустимой мощностью рассеяния P

Дано:

Материал

Решение:

Максимальная мощность равна:

Отсюда площадь провода равна:

Зная сопротивление и площадь провода, найдём его длину:

Ответ:

Задача №3.2.1

Определить концентрацию электронов и дырок в собственном и примесном полупроводнике, содержащем N атомов примеси при комнатной температуре.

Дано:

Материал

Ge

Примесь

Решение

Параметры Ge:

ширина запрещённой зоны:

плотность состояний в зоне проводимости:

плотность состояний в валентной зоне:

в собственном полупроводнике концентрации электронов и дырок равны собственной концентрации ni:

Для Ge примесь B является акцептором, тогда:

Ответ:

в собственном

в примесном

Задача №3.2.2

Образец полупроводникового материала легирован примесью (см. предыдущую задачу). Определить удельную проводимость примесного полупроводника при заданной температуре

Дано:

Проводимость полупроводника смешанного типа:

здесь n p — подвижности электронов и дырок.

для Ge:

собственная концентрация носителей при заданной температуре:

по условию предыдущей задачи:

проводимость равна:

Ответ: =5.76*103 Сим/м

Задача №3.2.3

Определить диффузную длину движения неравновесных носителей заряда в полупроводниковом материале при заданной температуре Т, если время их жизни 

Дано:

Материал: Ge n-типа

Решение:

для n-Ge подвижность равна:

Длина диффузии равна:

Коэффициент диффузии найдём из соотношения Эйнштейна:

Ответ:

Задача №3.3.1

Конденсаторная керамика при 20 С имеет проводимость 0=10^-13 Сим/cм Какова проводимость т при заданной температуре, если температурный коэффициент сопротивления =0.8

Дано:

Решение:

Температурная зависимость удельного сопротивления диэлектриков:

Тогда зависимость проводимости от температуры:

Ответ: =1.476*10-10 Cим/см

Задача №3.3.2

Определить пробивное напряжение Uпр между электродами конденсатора на рабочей частоте f, если температура, до которой нагревается в электрическом поле диэлектрический материал толщиной h конденсатора, не превышает Ткр

Дано:

Материал: фторопласт

Решение:

Пробивное напряжение равно:

Здесь С — ёмкость конденсатора, равная:

Тогда:

Ответ:

Задача №3.3.3

Как изменится электрическая прочность воздушного конденсатора, если расстояние между электродами уменьшить от h1 до h2

Дано:

Решение:

Электрическая прочность диэлектрика:

Пробивное напряжение равно:

Здесь С — ёмкость конденсатора, равная:

Тогда:

Ответ:

Задача №3.4.1

Один из магнитных сплавов с прямоугольной петлёй гистерезиса ППГ имеет следующие праметры: Н0 — поле старта, коэрцитивную силу Нс, коэффициент переключения Sф. Найти время переключения 

Дано:

Решение:

По определению коэффициент переключения равен:

Здесь Нm — максимальное поле:

Время переключения равно:

Ответ:

Задача №3.4.2

Магнитодиэлектрик выполнен из порошков никелево-цинкового феррита НН400 и полистирола с объёмным содержанием магнитного материала . Определить магнитную и диэлектрическую проницаемость материала  и , если магнитная и диэлектрическая проницаемость магнитного материала а, м имеет заданные значения. Диэлектрическая проницаемость полистирола д=2.5

Дано:

для феррита НН400

Решение:

Магнитная проницаемость материала равна:

Диэлектрическая проницаемость магнитодиэлектрика:

Ответ:

…