Nashidvery.ru

Наши Двери
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

3. 2. Законы постоянного тока

3.2. Законы постоянного тока.

1с. Найти силу тока в электрической лампе, если через её спираль за 5 мин проходит 150 Кл электричества?

2с. Какое сопротивление имеет реостат, изготовленный из нихромовой проволоки, площадь поперечного сечения которой равна 0,5мм 2 , а длина 5м?

3с. Определите силу тока в спирали электрического нагревателя, включённого в сеть с напряжением 127 В, если сопротивление спирали 34 Ом?

4с. В нагревательном элементе электрического камина напряжение 220 В. Найти силу тока, если сопротивление элемента 110 Ом?

5с. Определите сопротивление электрического провода между городами, расстояние между которыми 120 км, провода сделаны из алюминиевой проволоки сечением 3см 2 ?

1д. Обмотка реостата изготовлена из никелиновой проволоки сопротивлением 7 Ом. Какой длины эта проволока, если площадь

поперечного сечения равно 0,3 мм 2 ?

2д. При напряжении 1,2 кВ сила тока в цепи электродвигателя 25 А. Чему равно сопротивление обмотки электродвигателя?

3д. По включённому в цепь амперметру проходит сила тока 50 мА за 2,5 мин. Сколько кулонов протекает по катушке амперметра за это время?

4д. Сопротивление фехралиевого провода длиной 90 см равно 5 Ом. Определите сечение проволоки.

5д. Чему равно сопротивление спирали электрической лампы, на цоколе которой написано 250 В, 0,35 А.

6д. Проволока длиной 200 см и сечением 0,25 мм 2 имеет сопротивление 4 Ом. Определите удельное сопротивление вещества?

Ответ: 0,5 Ом · мм 2 /м

1в. Определите напряжение на концах алюминиевого проводника длиной 15 км с поперечным сечением 2 см 2 , в которой сила тока 25А.

2в. Найти силу тока, проходящего по серебряной проволоке длиной 20 см сечением 0,25 мм 2 при напряжении 25 мВ.

3в. Напряжение в сети 220 В при силе тока 4 А. Какой длины провод

необходимо взять, чтобы сечение его было 0,25 мм 2 изготовленного из константана.

4в. Напряжение на концах свинцовой проволоки длиной 25 мм с поперечным сечением 0,025 мм равно 250 В. Найти силу тока.

5в. Определите напряжение на концах никелинового провода длиной 120 см. с поперечным сечением 0,4 мм 2 , в в котором сила тока 2 А.

6в. Длина провода должна быть не более 22,5 м при сечении 0,5 мм 2 , и сила тока 250 мА при напряжении 5 В. Определите вещество провода.

Ответ: 0,45 Ом ∙ мм 2 / м

Последовательное и параллельное соединение проводников.

1с. В цепь включены параллельно два проводника. Сопротивление одного 120 Ом, другого 40 Ом. Какое сопротивление участка цепи?

2с. Последовательно с радиолампой сопротивлением 4 Ом включены сопротивление 2 кОм и реостат 45 Ом. Определите их общее сопротивление?

3с. Последовательно с электрической лампой сопротивлением 55 Ом включили нагреватель сопротивлением 30 Ом. Найти их общее сопротивление?

4с. В цепь включены параллельно два проводника. Сопротивление одного 150 Ом, другого – 30 Ом. Какое сопротивление участка цепи?

5с. Дан участок электрической цепи. Определите сопротивление цепи. R1=50 Ом, R2=36 Ом. Рис.4

6с. Дан участок электрической цепи. Определите сопротивление цепи?R1=40 Oм, R2=80 Ом. Рис.5

1д. Общее сопротивление последовательно включённых проводников 35 Ом, а сила тока в цепи 2 А. Найти сопротивление первого проводника, если R2=10 Ом. Чему равно сила тока в первом проводнике. Ответ: 250 м

2д. Два проводника включены параллельно. Сила тока в первом проводнике 2 А, а общая сила тока 2,5 А. Найти силу тока во втором проводнике и сравнить сопротивления?

3д. Два одинаковых проводника включены параллельно. Общее напряжение 4 В. Чему равны напряжения на каждом из проводников?

4д. Два сопротивления 6 Ом и 2 Ом включены последовательно. Напряжение на первом сопротивлении 2,4 В, а общее напряжение 3,2 В. Найти общее сопротивление и напряжение на втором сопротивлении.

Ответ: 8 Ом; 0,8 В 5д. В цепь параллельно включены два проводника. Сила тока в первом проводнике в два раза меньше, чем во втором, определить силу тока в проводниках, если общая сила тока равна 6 А.

6д. В цепь включены три проводника: R1=6 Oм, R2=4 Ом, R3=5 Ом. Найти общее сопротивление? Рис.6

Читайте так же:
Какая сила тока у светодиодной лампы

1в. В цепь включены три проводника сопротивлением: R1= 120 Ом, R2=60 Ом, R3=50 Ом. Какое напряжение между точками АВ, если напряжение на 2 сопротивлении 12 В. ( Рис.7)

Ответ: 46 В рис.7

2в. В цепь включены два проводника: r1=8 Ом, r 2=5 Ом. В точке А амперметр показывает силу тока 2 А. Определите напряжение между точками АВ? ( Рис.8)

3в. В цепь включены два проводника: r1=4 Ом, r 2=3 Ом. В точке С амперметр показывает силу тока 1 А. Определите силу тока в точке В? (Рис.8)

4в. В цепь включены три проводника сопротивлением: R1=1,2 кОм, R2=600 Ом, R3=500 Ом. Какое напряжение между точками АС, если напряжение между точками DВ 100 В. (Рис.7)

5в. В цепь включены три проводника сопротивлением: R1=12 кОм, R2=6 кОм, R3=4 кОм. Какое напряжение между точками AD, если напряжение между точками АВ 220 В. (Рис.7)

6в. в цепь включены два проводника: R1=8 Ом и R2=5 Ом. В точке D амперметр показывает силу тока 2 А. Определите силу тока в точке А? (Рис.8 )

7в. 12.69(в). Определить общее сопротивление цепи (рис.12.69) и напряжение между точками А и В, если амперметр показывает 4,0 А.

Контрольная работа №2 по теме «Изменение агрегатных состояний вещества»

3. Найти количество теплоты, необходимое для превращения в пар 2 килограммов воды, взятых при 50 градусах Цельсия. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг С), удельная теплота парообразования 2,3 * 10 6 Дж/кг,

4. За 1,25 часа в двигателе мотороллера сгорело 2,5 кг бензина. Вычислите КПД двигателя, если за это время он совершил 2,3 * 10 7 Дж полезной работы. Удельная теплота сгорания бензина 4,6 *10 7 Дж / кг

Вариант 2.

1. Почему показание влажного термометра психрометра всегда ниже температуры воздуха в комнате?

2. Найти количество теплоты, необходимое для превращения в пар 200 г воды, взятой при температуре кипения. Удельная теплота парообразования воды 2,3 * 10 6 Дж/кг

3. Найти количество теплоты, необходимое для плавления льда массой 400 грамм, взятого при – 20 градусах Цельсия. Удельная теплота плавления льда 3,4 * 10 5 Дж/кг, удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг С)

4. Определите полезную работу, совершенную двигателем трактора, если для ее совершения потребовалось 1,5 кг топлива с удельной теплотой сгорания 4,2 * 10 6 Дж/кг, а КПД двигателя 30 %

Контрольная работа №3. «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ»

Начальный уровень

ВАРИАНТ 1

1. Какой физической величиной пользуются для изме рения напряжения?

2. Два медных провода одинакового сечения имеют различную длину. Как это различие сказывается на величине сопротивления проводников?

3. Какие опыты подтверждают, что лампы в квартире включены параллельно?

ВАРИАНТ 2

1. Какой физической величиной пользуются для изме рения силы тока?

2. Что из себя представляет источник электрического тока? Приведите примеры.

3. Как изменится сила тока на участке цепи, если на пряжение на концах участка в два раза увеличить?

ВАРИАНТ 3

1. Какой физической величиной пользуются для изме рения сопротивления?

2. Приведите примеры действия электрического тока.

3. К резистору сопротивлением 5 Ом параллельно подключили резистор сопротивлением 2 Ом. Как изменилось общее сопротивление участка цепи?

ВАРИАНТ 4

1. Какой физической величиной пользуются для из мерения мощности электрического тока?

2. Почему в плавких предохранителях не применяют проволоку из тугоплавких металлов?

3. К резистору сопротивлением 10 Ом последовательно подключили резистор сопротивлением 5 Ом. Как изменилось общее сопротивление участка цепи?

ВАРИАНТ 5

1. Для чего используют вольтметр, и как его подключают к электрической цепи?

2. Объясните, почему провода, подводящие ток электрической лампочке, практически не нагреваются, в то время как нить накала лампочки раскаляется добела?

3. В цепь включены последовательно медный и стальной проводники одинакового сечения и длины. Какой из этих проводников нагреется больше?

ВАРИАНТ 6

1. Для чего используют амперметр, и как его подключают к электрической цепи?

2. Изменяется ли внутренняя энергия проводника, по которому протекает электрический ток?

3. Имеются две лампы мощностью 100 Вт и 200 Вт, рас считанные на напряжение 220 В. Какая из них будет гореть ярче при включении в осветительную сеть?

Читайте так же:
Выключатель с сигнальной лампочкой

Средний уровень

ВАРИАНТ 1

1. Каков физический смысл выражения удельное сопротивление нихрома составляет 1,1 (Омּмм 2 )/м»?

2. Какой ток течет через вольтметр, если его сопро тивление 12 кОм и он показывает напряжение 120В?

3. Какую работу совершил в проводнике электриче ский ток, если заряд, прошедший по цепи, равен 1,5 Кл, а напряжение на концах этого проводника равно 6 В?

ВАРИАНТ 2

1. Сила тока в цепи составляет 2 А. Что это означает?

2. Какое напряжение надо создать на концах провод ника сопротивлением 50 Ом, чтобы в нем возникла сила тока 2 А?

3. Сила тока в электрической лампе, рассчитанной на напряжение 110 В, равна 0,5 А. Какова мощность тока в этой лампе?

ВАРИАНТ 3

1. Напряжение на участке цепи равно 6 В. Что это озна чает?

2. На цоколе электрической лампочки написано 3,5 В; 0,28 А. Найдите сопротивление спирали лампочки.

3. Какое количество теплоты выделится в резисторе сопротивлением 25 Ом при протекании по нему тока силой 1,2 А за 1,5 мин?

ВАРИАНТ 4

1. Сопротивление проводника 5 Ом. Что это означает?

2. Вычислите силу электрического тока в спирали электроплитки, включенной в сеть напряжением 220 В, если сопротивление спирали в рабочем со стоянии равно 55 Ом.

3. Какой заряд проходит по участку электрической цепи, если при напряжении на концах участка 24 В работа тока в нем равна 96 Дж?

ВАРИАНТ 5

1. Работа электрического тока 1 Дж. Что это означает?

2. Каково напряжение на участке цепи, сопротивление которого 0,2 кОм, если сила тока в нем 100 мА?

3. Мощность электрической лампы 60 Вт. Какую работу совершает электрический ток, проходя через лампу за 5 мин?

ВАРИАНТ 6

1. Мощность электрического тока 20 Вт. Что это означает?

2. Сила тока в проводнике 0,7 А при напряжении на его концах 35 В. Чему равно сопротивление этого проводника?

3. Какое количество теплоты выделяется за 1 мин в нити накала лампы сопротивлением 250 Ом при силе тока 0,2 А?

Достаточный уровень

ВАРИАНТ 1

1.Зависит ли величина сопротивления проводника от напряжения на его концах? силы тока в нём? Объясните.

Электрическая печь, сделанная из никелиновой проволоки длиной 56,25 м и сечением 1,5 мм 2 , присоединена к сети напряжением 120 В. Определите силу тока, протекающего по спирали.

Используя схему электрической цепи, изображенной на рисунке 1, определите общее напря -жение на участке АС, если амперметр показывает 5 А, а R1=2 Ом, R2=3 Ом, R3=6 Ом, R4=5 Ом.

ВАРИАНТ 2

1. Имеются три проводника одинаковой длины и сечения. Один из них содержит чистый алюминий, другой — чистую медь, а третий — сплав алюминия и меди. Какой из этих проводников обладает наибольшим сопротивлением и почему? Объясните.

2. Через алюминиевый проводник длиной 70 см и площадью поперечного сечения 0,75 мм 2 протекает ток силой 0,5 А. Каково напряжение на концах этого проводника?

3. Участок цепи состоит из трех проводников: R1=20 Ом, R2=10 Ом, R3=15 Ом. Определите показания вольтметров V1 и V2 и амперметров A1 и А2, если амперметр А3 показывает силу тока 2 А.

ВАРИАНТ 3

1. Как сказалась бы на яркости свечения электрической лампы замена всех медных соединительных проводников на нихромовые?

2. Определите величину силы тока, проходящего че рез реостат, изготовленный из нихромовой прово локи длиной 40 м и площадью поперечного сечения 1 мм 2 , если напряжение на зажимах реостата 80В.

3. Участок электрической цепи состоит из трех параллельно соединенных сопротивлений: R1=2 Ом, R2=4 Ом, R3=5 Ом. Амперметр A1 показывает силу тока 20 А. Определите пока- зания вольтметра V и амперметров А2 и А3.

ВАРИАНТ 4

1. Почему при соединении проводников их не только скручивают, но и спаивают?

2. Ток силой 1,8 А течет по вольфрамовой проволоке длиной 6 м и поперечным сечением 0,5 мм2. Какое напряжение покажет вольтметр, подключенный к концам этой проволоки?

3. Участок цепи состоит из трех последовательно со единенных резисторов: R1=20 Ом, R2=25 Ом, R3=30 Ом. Начертите схему этого участка и определите напряжение на концах каждого из сопротивлений, если известно, что к концам всего участка приложено напряжение 150 В.

Читайте так же:
Как правильно подсоединить лампочку через выключатель

ВАРИАНТ 5

1. Объясните наличие электрического сопротивления у проводника с точки зрения молекулярной теории строения вещества.

2. Реостат, изготовленный из никелиновой проволоки сечением 2,5 мм 2 и длиной 50 м, полностью введен в цепь с напряжением 40 В. Какова сила тока в нем? Как она изменится при передвижении ползунка?

3. Определите показа ния амперметра (см. рис. 1).

ВАРИАНТ 6

1. Две электрические лампочки, мощность которых 40 Вт и 100 Вт, рассчитаны на одно и то же напряжение. Сравните нити накала обеих ламп.

2. В реостате, сделанном из нихромовой проволоки сечением 1,5 мм 2 и длиной 45м, установилась си ла тока 2 А. Каково напряжение на клеммах реостата?

3. Найдите напряжение на сопротивлениях R1=3 Ом, R2=2 Ом, R3=4 Ом, если амперметр показывает 6 А.

Высокий уровень

ВАРИАНТ 1

1. Две электрические лампочки рассчитаны на одинаковое напряжение, но имеют различную мощность. По спирали какой из них течет больший ток?

2. В какой из ламп (N1 или N2), включенных так, как показано на рисунке 1, мощность элект рического тока больше? Во сколько раз?

3. Сколько времени требуется для нагревания 2 кг воды от 20°С до 100°С в электрическом чайнике мощностью 600 Вт, если его КПД 80 %?

ВАРИАНТ 2

1. Почему каждая из двух одинаковых электрических лампочек, включенных последовательно в цепь, горит менее ярко, чем одна лампочка, включенная в сеть с тем же напряжением?

2. В какой из ламп (N1 или N2) сила тока больше? Какая из них имеет большее сопротивление?

3. Электрический кипятильник за 11 мин 12 с нагре вает 2 кг воды от 20°С до кипения. Определите сопротивление нагревательного элемента кипя тильника, по которому протекает ток силой 5 А, если считать, что вся выделившаяся в нем теплота пошла на нагревание воды.

ВАРИАНТ 3

1. После ремонта электроплитки перегоревшая спираль несколько уменьшилась. Изменилась ли мощность плитки? Как? Объяснить.

2. В электрические цепи (a и б) включены одинаковые лампы. При каком соединении этих ламп мощность тока в них больше?

3. Электрическая печь, имеющая спираль из никели новой проволоки сечением 1,7 мм 2 и длиной 51 м, подключена к сети напряжением 220 В. Определи те мощность печи и количество теплоты, выде ляющееся в нагревательном элементе за 1 ч.

ВАРИАНТ 4

1. Сопротивление вольтметра всегда должно быть зна чительно больше, чем сопротивление того участка, на концах которого измеряется напряжение. Почему?

2. Параллельно лампе N1 (рис. а) присоединили такую же лампу N2 (рис. б). Изменилось ли при этом количество те плоты, выделяемое лам пой N1 за 1 с?

3. С помощью электрического кипятильника можно нагреть 3 л воды от 20°С до, кипения за 15 мин. Кипятильник имеет КПД, равный 80%, и вклю чается в сеть с напряжением 220 В. Какую силу тока он будет потреблять от сети?

ВАРИАНТ 5

1. В каком случае вольтметр даст большее показание: при присоединении к лампе или к амперметру? Почему?

2. Последовательно с лам пой N1 (рис. а) вклю чили в цепь вторую такую же лампу N2 (рис. б). Как измени лось при этом количе ство теплоты, выде ляемое лампой N1 за единицу времени?

3. Электрический кипятильник, включенный в сеть с напряжением 220 В, помещен в сосуд, содержащий смесь воды и льда. Масса воды 1 кг, льда — 100 г. Через 5 мин температура содержимого в со суде оказалась равной 10°С. Каково сопротивление спирали кипятильника?

ВАРИАНТ 6

1. Елочная гирлянда рассчитана на 20 ламп. Ее укоротили до 15 ламп. Изменилось ли количество теп лоты, выделяющееся в гирлянде?

2. В электрическую цепь «б» введена еще одна такая же, как в цепи «а», электрическая лампа. В какой цепи через каждую лампу проходит электрический ток большей мощности?

Читайте так же:
Замена лампочек выключателя 2114

3. Электрический кипятильник со спиралью сопро тивлением 160 Ом помещен в сосуд, содержащий 0,5кг воды при 20°С, и включен в сеть с напря жением 220 В. Через 20 мин спираль выключили. Сколько воды выкипело, если КПД спирали 80%?

Мощность электрического тока

Обычно электрический ток сравнивают с течением жид­кости по трубке, а напряжение или разность потенциалов — с разностью уровней жидкости.

В этом случае поток воды, падающий сверху вниз, несет с собой определенное количество энергии. В усло­виях свободного падения эта энергия растрачивается беспо­лезно для человека. Если же направить падающий поток во­ды на лопасти турбины, то последняя начнет вращаться и сможет производить полезную работу.

Работа, производимая потоком воды в течение определен­ного промежутка времени, например, в течение одной секун­ды, будет тем больше, чем с большей высоты падает поток и чем больше масса падающей воды.

Точно так же и электрический ток, протекая по цепи от высшего потенциала к низшему, совершает работу. В каждую данную секунду времени будет совершаться тем больше рабо­ты, чем больше разность потенциалов и чем большее количе­ство электричества ежесекундно проходит через поперечное сечение цепи.

Мощность электрического тока это количество работы, совершаемой за одну секунду времени, или скорость совершения работы.

Количество электричества, проходящего через поперечное сечение цепи в течение одной секунды, есть не что иное, как сила тока в цепи. Следовательно, мощность электрического тока будет прямо пропорциональна разности потенциалов (на­пряжению) и силе тока в цепи.

Для измерения мощности электрического тока принята еди­ница, называемая ватт (Вт).

Мощностью в 1 Вт обладает ток силой в 1 А при разности потенциалов, равной 1 В.

Для вычисления мощности постоянного тока в ваттах нуж­но силу тока в амперах умножить на напряжение в вольтах.

Если обозначить мощность электрического тока буквой P, то приведенное выше правило можно записать в виде формулы

P = I*U. (1)

Воспользуемся этой формулой для решения числового при­мера. Требуется определить, какая мощность электрического тока необходима для накала нити радиолампы, если напряжение накала равно 4 в, а ток накала 75 мА

Определим мощность электрического тока, поглощаемую нитью лампы:

Р= 0,075 А*4 В = 0,3 Вт.

Мощность электрического тока можно вычислить и другим путем. Предположим, что нам известны сила тока в цепи и сопротивление цепи, а напряжение неизвестно.

В этом случае мы воспользуемся знакомым нам соотноше­нием из закона Ома:

U=IR

и подставим правую часть этого равенства (IR) в формулу (1) вместо напряжения U.

Тогда формула (1) примет вид:

P = I*U =I*IR

Р = I 2 *R. (2)

Например, требуется узнать, какая мощность теряется в реостате сопротивлением в 5 Ом, если через него проходит ток, силой 0,5 А. Пользуясь формулой (2), найдем:

P= I 2 *R = (0,5) 2 *5 =0,25*5 = 1,25 Вт.

Наконец, мощность электрического тока может быть вычислена и в том слу­чае, когда известны напряжение и сопротивление, а сила тока неизвестна. Для этого вместо силы тока I в формулу (1) подставляется известное из закона Ома отношение U/R и тогда формула (1) приобретает следующий вид:

Р = I*U=U 2 /R (3)

Например, при 2,5 В падения напряжения на реостате сопро­тивлением в 5 Ом поглощаемая реостатом мощность будет равна:

Р = U 2 /R=(2,5) 2 /5=1,25 Вт

Таким образом, для вычисления мощности требуется знать любые две из величин, входящих в формулу закона Ома.

Мощность электрического тока равна работе электрического тока, производимой в течение одной секунды.

P = A/t

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Мощность, работа и тепловое действие

Параллельно с лампой мощностью 100 Вт включили электроплитку мощностью 400 Вт. Напряжение в сети 127 В. Какое напряжение на лампе до и после включения электроплитки, если сопротивление подводящих проводов составляет 3 Ом? Указанные мощности тока лампы и плитки соответствуют напряжению 327 В.

Дано: Р1=100 Вт — мощность лампы, Р2=400 Вт —мощность электроплитки, U=127 В — напряжение в сети, R=3 Ом — сопротивление подводящих проводов.

Найти: U1` — напряжение на лампе до включения электроплитки; U1« — напряжение на лампе и плитке после включения последней.

Читайте так же:
Как устранить моргание светодиодной лампы с выключателем с подсветкой

Решение. Для решения задачи необходимо вычислить токи в цепи до и после включения плитки. Для этого нужно знать общее сопротивление цепи в том и другом случаях. Зная токи и сопротивление потребителей, найдем искомые величины. Из выражения для мощности найдем сопротивления обоих потребителей:

Запишем общее сопротивление цепи при различной нагрузке и токи в обоих случаях: alt=»общее сопротивление» width=»300″ height=»59″ />

сопротивление цепи

Подставляя числовые значения, находим сопротивления цепи:

Вычислим токи: alt=»ток цепи» width=»300″ height=»30″ />

Так как потребители и провода в обоих случаях соединены последовательно, напряжение 127В распределится пропорционально сопротивлениям потребителей и проводов: alt=»напряжение цепи» width=»300″ height=»66″ />

Ответ. В результате параллельного подключения к лампе плитки напряжение на зажимах лампы понизилось от 125 до 116 В.

Пример 2

В сеть с напряжением 220В последовательно включаются две лампы мощностью 60 и 250 Вт, рассчитанные на напряжение 110В каждая. Как распределится напряжение на лампах? Какова мощность, потребляемая каждой лампой? Сколько тепла выделится за 30 мин горения каждой из ламп?

Дано: U=220 В — напряжение в сети, n=2 — количество ламп, Р1=60 Вт — мощность первой лампы, Р2=250 Вт — мощность второй лампы, U1=U2=110 В—напряжение (номинальное) на лампах, t=1800 с — время.

Найти: U1` — напряжение на первой лампе; U2` — напряжение на второй лампе; P1`и P2` — мощности, потребляемые каждой лампой при их последовательном включении в сеть; Q1`и Q2`— количества выделенного ими тепла.

Решение. Напряжения на последовательно соединенных лампах прямо пропорциональны их сопротивлениям. Поэтому сначала вычислим сопротивления ламп: alt=»сопротивление лампы» width=»300″ height=»22″ />

так как U1` + U2`=U, то:соотношение

По закону Ома найдем ток в лампах:закон ома

Подставляя числовые данные, находим сопротивления каждой из ламп и напряжения на них: alt=»сопротивление каждой лампы» width=»300″ height=»68″ />

Вычислим силу тока в лампах:сила тока в лампах

Зная ток, протекающий через лампы, их сопротивление и время, вычислим мощности, потребляемые лампами при их последовательном включении, и количества выделившегося в них тепла: alt=»мощность потребления» width=»300″ height=»63″ />

Ответ. Напряжения на лампах соответственно равны: U1`≈177 В, U2`≈43 В; мощности: P1`≈159Вт, P2`≈39Вт; количества тепла: Q1`≈2,9*10 5 Дж Q2`≈0,7*10 5 Дж.

Пример 3

Свинцовый предохранитель, включенный в сеть, состоящую из медного провода сечением 5 мм 2 , плавится, если провод нагревается на 25 К. Каково сечение свинцовой проволоки предохранителя? Начальная температура свинцового предохранителя 293 К.

Дано: S1=5 мм 2 =5,0*10 -6 м 2 — площадь поперечного сечения медного провода, р1=1,68*10 -8 Ом*м, р2=2,07*10 -7 Ом*м — удельные сопротивления соответственно меди и свинца, c1=3,8*10 2 Дж/(кг*К), с 2 = 1,2*10 2 Дж/(кг*К) — удельные теплоемкости соответственно меди и свинца, D1=8,9*10 3 кг/м 3 , D2=1,14*10 4 кг/м 3 — плотности соответственно меди и свинца, Т1=293 К — начальная температура свинца, TПЛ=600К — температура плавления свинца, λ=2,5*10 4 Дж/кг — удельная теплота плавления свинца, ∆T=25 К — приращение температуры медного провода.

Найти: S2— площадь поперечного сечения свинцовой проволочки предохранителя.

Решение. Количество тепла Q1, пошедшее на нагревание медного провода, можно выразить в виде:

Это количество тепла, полученное в результате прохождения электрического тока, равно

Приравнивая правые части написанных выражений для Q1, получим:

На основании тех же рассуждений запишем выражение для Q2 — количества тепла, выделенного током в свинцовом проводнике:

Это количество тепла было потрачено на нагревание свинцового проводника до температуры плавления и на его плавление:

Приравняв правые части, получим:

Учитывая, что ток и время протекания процесса в обоих случаях одинаковы, исключим эти величины путем деления Q1 на Q2: alt=»ток и время» width=»300″ height=»54″ />

Полученное выражение позволяет определить площадь 52 поперечного сечения свинцовой проволоки: alt=»площадь поперечного сечения» width=»300″ height=»48″ />

Подставляя в него числовые данные, находим: alt=»площадь поперечного сечения свинцовой проволки» width=»314″ height=»46″ />

Ответ. Площадь поперечного сечения свинцовой проволоки предохранителя равна 2,5*10 -6 м 2 , или 2,5 мм 2 .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector