Електричний нагрівник за 7 хв доводить до кипіння 10 кг води, початкова температура якої дорівнює 20 °С. Якою є сила струму в його нагрівальному елементі, якщо напруга в мережі становить 220 В? ККД нагрівника 90 %.
Потенциальная энергия — скалярная физическая величина, характеризующая некоего тела (или материальной точки) совершать работу за счет его нахождения в поле действия сил. Другое определение: потенциальная энергия — это функция координат, являющаяся слагаемым в лагранжиане системы, и описывающая взаимодействие элементов системы [1]. Термин «потенциальная энергия» был введен в XIX веке шотландским инженером и физиком Уильямом Ренкином.
Единицей измерения энергии в СИ является Джоуль.
Потенциальная энергия принимается равной нулю для некоторой конфигурации тел в пространстве, выбор которой определяется удобством дальнейших вычислений. Процесс выбора данной конфигурации называется нормировкой потенциальной энергии.
Корректное определение потенциальной энергии может быть дано только в поле сил, работа которых зависит только от начального и конечного положения тела, но не от траектории его перемещения. Такие силы называются консервативными.
Также потенциальная энергия является характеристикой взаимодействия нескольких тел или тела и поля.
Любая физическая система стремится к состоянию с наименьшей потенциальной энергией.
Потенциальная энергия упругой деформации характеризует взаимодействие между собой частей тела.
Потенциальная энергия в поле тяготения Земли вблизи поверхности приближённо выражается формулой: Ep = mgh, где Ep — потенциальная энергия тела, m — масса тела, g — ускорение свободного падения, h — высота положения центра масс тела над произвольно выбранным нулевым уровнем. E большая р означает потенциальная и пишется в низу маленькой буковкой
ℰ=6 B;
ʀ=0,75 Ом;
I=1,5 A;
I₁=1,5 A;
I₂=0,75 A;
I₃=1,5 A;
I₄=0,75 A;
I₅=0,75 A;
I₆=0,75 A;
U₁=0,15 B;
U₂=4,5 B;
U₃=0,225 B;
U₄=0,75 B;
U₅=1,5 B;
U₆=2,25 B.
Объяснение:
Последовательное соединение:
R(₄-₆)=R₄+R₅+R₆=1+2+3=6 Ом.
Параллельное соединение 2-х
одинаковых резисторов:
R(₄-₆)=R₂=6 Ом =>
R(₂,₄-₆)=R₂/2=R(₄-₆)/2=6/2=3 Ом.
Общее сопротивление участка цепи,
последовательное соединение:
Rобщ=R₁+R₃+R(₂,₄-₆)+=0,1+0,15+3=3,25 Ом.
ЭДС 3-х последовательных элементов:
ℰ=ℰэ*3=2*3=6 B.
Параллельное соединение ЭДС напряжение
не увеличивает, поэтому ЭДС батареи:
ℰ=6 B.
Внутреннее сопротивление
3-х последовательных элементов:
ʀ₁=ʀ₂=ʀэ*3=0,5*3=1,5 Ом.
Внутреннее сопротивление всей батареи:
ʀ=ʀ₁/2=ʀ₂/2=1,5/2=0,75 Ом.
Полное сопротивление эл.цепи:
R=Rобщ+ʀ=3,25+0,75=4 Ом.
Сила тока в цепи:
I=I₁=I₃=ℰ/R=6:4=1,5 A.
Падения напряжений на резисторах:
U₁=I*R₁=1,5*0,1=0,15 B;
U₃=I*R₃=1,5*0,15=0,225 B;
U₂=ℰ-I*ʀ-U₁-U₃=6-1,5*0,75-0,15-0,225=4,5 B.
Силы токов в резисторах:
R(₄-₆)=R₂=6 Ом =>
I₂=I₄=I₅=I₆=U₂/R₂=4,5:6=0,75 A.
Падения напряжений на резисторах:
U₄=I₄*R₄=0,75*1=0,75 B;
U₅=I₅*R₅=0,75*2=1,5 B;
U₆=I₆*R₆=0,75*3=2,25 B.