Question

Решите найти напряжение на медном проводе длиной 500 м и диаметром 2 мм если ток в нём 2 a

Answer 1

1). Сопротивление провода:

R = ρL/S , где ρ = 0,017 Ом·мм²/м  - удельное сопр-е меди

                L = 500 м  - длина провода

                S = πd²/4 = 3,14 мм² - площадь поперечного сечения

Тогда:

            R = 0,017 · 500 : 3,14 ≈ 2,71 (Ом)

Напряжение на концах провода:

            U = I·R = 2 · 2,71 = 5,42 (В)  

2). Сопротивление R₂₃:

           R₂₃ = R₂R₃/(R₂+R₃) = 8 : 6 = 1 1/3 (Ом)

Общее сопротивление цепи:

           R = R₁ + R₂₃ = 4 + 1 1/3 = 5 1/3 (Ом)

Напряжение на концах цепи:

           U = I·R = 3 · 5 1/3 = 16 (В)

Напряжение на R₁:

           U₁ = I·R₁ = 3 · 4 = 12 (В)

Напряжение на R₂₃:

           U₂₃ = U - U₁ = 16 - 12 = 4 (В)

Ток через R₂:

           I₂ = U₂₃/R₂ = 4 : 2 = 2 (А)

Ток через R₃:

           I₃ = U₂₃/R₃ = 4 : 4 = 1 (А)

3). При параллельном включении проводников напряжение на каждом из них равно напряжению сети.

Мощность электрического тока:

             P = U·I

Сила тока в лампе мощностью 100 Вт:

             I₁ = P₁/U = 100 : 220 ≈ 0,45 (А)

Сила тока в лампе мощностью 25 Вт:

             I₂ = P₂/U = 25 : 220 ≈ 0,113 (А)

Отношение токов:

             I₁/I₂ = P₁/P₂ = 100 : 25 = 4

Таким образом, в спирали лампы мощностью 100 Вт сила тока в 4 раза больше, чем сила тока в спирали лампы мощностью 25 Вт.

4). По закону Джоуля-Ленца количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении через него электрического тока:

                Q = I²Rt,  где I = 2 А - сила тока в проводнике

                                      R = 15 Ом - сопротивление проводника

                                       t = 600 c - время прохождения тока

Тогда:

             Q = 4 · 15 · 600 = 36000 (Дж) = 36 кДж

5). Сила тока в полной цепи:

 I = ε/(R+r), где ε = 1,1 В - ЭДС источника

                  R = 2 Ом - сопротивление нагрузки

                  r - внутреннее сопротивление источника

Тогда:

       r = ε/I - R = 1,1 : 0,5 - 2 = 0,2 (Ом)

Ток короткого замыкания:

      I(кз) = ε/r = 1,1 : 0,2 = 5,5 (А)