3 Уровень.

1.Для измерения размеров объекта можно использовать проволочный линейный реостат длиной 2 м . сопротивление проволоки датчика 2 кОм. В цепи последовательно датчику включен амперметр и резистор сопротивлением 100 Ом. Какую величину тока покажет амперметр при измерении, если рост человека 175 см? Напряжение источника тока 6 В.

2. Датчик частоты дыхания выполнен в виде резиновой трубки , которая заполнена угольным порошком. С торцов трубки вмонтированы электроды. При выдохе длина трубки 1 м , сечение столбика угля 1 см², удельное сопротивление угольного порошка считать постоянным и равным

4·10^-8 Ом м. На сколько увеличивается сопротивление датчика при вдохе, если длина трубки увеличилась на 10 см.

3. При измерении насыщения крови О₂ с помощью фотоэлектрического датчика установлено, что изменение концентрации кислорода на 10% приводит к изменению фототока на 2 мА. Определите чувствительность датчика.

4. При каком условии R_т термистора в схеме измерения температуры равно R_м магазина? Начертите схему моста и докажите теоретически.

5. Найдите плотность тока в электролите , если концентрация ионов в нем n=10⁵ cм^-3, их подвижность b=4,5 10^-4 см/(В с) и напряженность электрического поля Е= 10 В/см. Заряд иона считать равным заряду электрона q=1,6 10^-19 Кл.

6.Один спай термопары поддерживается при температуре тающего льда. Какова температура второго спая , если термоэлектродвижущая сила (ТЭДС) U=0,2 мВ, а коэффициент ТЭДС α=0,04 мВ/К.

7. Сопротивление термистора при его нагревании от 0^оС до 40^оС изменилось от 15 кОм до 5 кОм . Чему равна энергия активации. Постоянная Больцмана k= 1,38 10^-23 Дж/К.

8. Между двумя электродами, к которым приложено напряжение U = 36 В, находится часть живой ткани, состоящей из мышцы с сосудами крови и 2-х слоев кожи. Толщина каждого слоя кожи Х_к=0,3 мм, а толщина слоя мышц 10 см. Найти градиент потенциала в коже и мышцах, рассматривая их как проводники с удельным сопротивлением кожи ρ_к= 100 Ом/м , а удельное сопротивление мышц ρ_м= 2 Ом/м.

9. Рассчитать теоретическое значение импеданса для последовательного включения R и C , если С = 10 пкФ, R = 200 Ом частота υ=5 кГц.

10. Во сколько раз изменится сопротивление термистора при уменьшении температуры вдвое, если его начальная температура Т= 400 К, а энергия активации (ширина запрещенной зоны) ∆Е = 0,7 эВ. Заряд электрона e=1,6 10 ^–19 Кл. Постоянная Больцмана к= 1,38 10 ^–23 Дж/К.

11. Для измерения размеров объекта используют проволочный

линейный реостат длиной 1 м (рис. 1).

Сопротивление проволоки датчика 1 кОм.

В цепи датчика есть сопротивление

R=100 Ом. Какое показание будет давать

амперметр при измерении роста человека,

равного 182 см? Напряжение источника

питания U = 6 В.

Рис.1.

12. Постоянный ток 0,05 А представляет опасность для жизни человека. Определить минимальное значение напряжения, при котором ток может достигнуть этого значения, если сопротивление тела человека изменяется от 1000 Ом до 1000000 Ом.

13. В цепь зажигания неоновой лампы включен конденсатор емкостью 5 мкФ. Какое сопротивление он оказывает переменному току при включении лампы в сеть с частотой 50 Гц?

14. При регистрации сфигмограммы с использованием емкостного датчика произошло смещение подвижной обкладки конденсатора на 1 мм. Определить изменение емкости воздушного конденсатора, если площадь обкладок равна 3 10^-4 м² Первоначальное расстояние между обкладками 2 мм. Электрическая постоянная вакуума ε₀ =8,8 10^-12 Ф/м. Относительная диэлектрическая проницаемость воздуха считать равной 1.

15. При регистрации частоты дыхания реостатным датчиком длина резиновой трубки, заполненной угольным порошком увеличилась на 2см, а площадь сечения при этом уменьшилась в 1,5 раза. Во сколько раз изменится сила тока в измерительной цепи, если начальная длина трубки 40 см.

16. Омическое сопротивление участка ткани , на который наложены электроды 4 кОм, а емкость 0,05 мкФ. Определить импеданс этого участка ткани для частоты 50 Гц, если омическое сопротивление и емкость включены последовательно.

17. Найти сопротивление термистора включенного в одну из ветвей мостика Уитстона, если сила тока через гальванометр равна 0, R₁=30 Ом, R₂=45 Ом, R₃=200 Ом.

18.Чувствителльность пьезоэлектрического датчика Z= 3 10^-12 Кл/Н. Определить величину заряда, возникающего в датчике при измерении некоторой величины, создающей механическое напряжение σ =10⁴ Н/м². Площадь поверхности датчика 2 см².

19.В последовательной цепи переменного тока , содержащей R,L и C, емкостное сопротивление Х_с=5 Ом, импеданс Z= 7 Ом, угол между векторами напряжений на резисторе R и конденсаторе С равен 60^о. Определите индуктивное сопротивление. Указание: используйте векторную диаграмму.

20. Через плоское сечение проводника проходят электроны со скоростью υ=1,5 см/с. Концентрация электронов n=10¹⁹ см^-3 . Определить силу тока, создаваемую этими зарядами, если площадь сечения проводника S=0,3 мм².