R - сопротивление одной секции кипятильника
R/2 - сопротивление нагревателя при параллельном соединении секций
I1 = ЭДС/(r+R/2) - ток в цепи нагревателя при параллельном соединении
U1 = I1*R/2 = ЭДС*R/2/(r+R/2) - напряжение на нагревателе при параллельном соединении
P1 = U1*I1 = ЭДС^2*R/2/(r+R/2)^2 - мощность нагревателя при параллельном соединении
2*R - сопротивление нагревателя при последовательном соединении
I2 = ЭДС/(r+2*R) - ток в цепи нагревателя при последовательном соединении
U2 = I1*2*R = ЭДС*2*R/(r+2*R) - напряжение на нагревателе при последовательном соединении
P2 = U2*I2 = ЭДС^2*2*R/(r+2*R)^2 - мощность нагревателя при параллельном соединении
в обоих случаях время нагрева одинаково, значит мощность одинакова P1=P2
ЭДС^2*R/2/(r+R/2)^2 = ЭДС^2*2*R/(r+2*R)^2
4*(r+R/2)^2 = (r+2*R)^2
2*(r+R/2) = (r+2*R)
2*r+R = r+2*R
r = R
ток короткого замыкания I кз = ЭДС/r = ЭДС/R = 15/4 А = 3,75 А
Для того чтобы получить электрически заряженное макроскопическое тело или, как говорят, наэлектризовать его, нужно во-первых, иметь сами тела, а во-вторых, у этих тел должно быть наличие электрических зарядов ( а иначе и не бывает), и в –третьих, отделить у этих тел часть отрицательного заряда от связанного с ним положительного. Проще всего это сделать с трения. Но электризация тел может происходить по другим причинам, т.е. существуют различные электризации тел: трением, ударом, соприкосновением, влиянием, под действием световой энергии. Т.о. трение не является обязательным условием для электризации тел. Электризация тел при трении (соприкосновении) объясняется переходом части электронов с одного тела на другое. При этом первое тело заряжается положительно, а второе - отрицательно. Причиной электризации является не трение, а плотное соприкосновение двух разнородных тел. Причем, чем больше поверхность соприкосновения, тем сильнее заряжаются оба контактирующих тела. Электризуются оба тела. Заряды появляются парами. Суммарный же заряд двух тел не изменяется, что является проявлением закона сохранения электрического заряда. Итак, тела электризуются, т. е. получают электрический заряд, когда они теряют или приобретают электроны. Для этого необходимо создать условия плотного соприкосновения больших поверхностей. Если одно заряжено, а второе нейтрально, то можно создать условия для передачи зарядов через влияние,т.е. с эл.поля заряженного тела. Электрическое поле - форма материи, посредством которой осуществляется электрическое взаимодействие заряженных тел, оно окружает любое заряженное тело и проявляет себя по действию на заряженное тело. Главное свойство электрического поля заключается в его действовать на электрические заряды с некоторой силой. Электризация наблюдается только при взаимодействии разнородных тел. Поэтому, тела должны быть из разных материалов. Металлы электризуются, если их изолируют от других тел, особенно, от Земли. Важно, чтобы влажность воздуха была низкой, тогда электризация будет наблюдаться хорошо.
E=mgh
E=Q из закона сохнанения энергии
h=Q/(mg)=82320/(1-9.8)=8400м=8,4км