Помогите пожалуйста решить сириус по физике 9 класс 2023-2024 2 группа
Номер 1
Электрический нагреватель состоит из защитного сопротивления R1=10
Ом, нагревательного элемента сопротивлением R2=50
Ом, на котором выделяется полезная мощность, и регулировочного реостата, сопротивление которого может меняться в диапазоне от 0
до R3=50
Ом. Цепь подключают в сеть с напряжением 30
В.
Определите полное сопротивление цепи, когда сопротивление реостата минимально. Ответ выразите в омах, округлите до целых.
Определите силу общего тока в цепи, когда сопротивление реостата минимально. Ответ выразите в амперах, округлите до целых.
Определите полное сопротивление цепи, когда сопротивление реостата максимально. Ответ выразите в омах, округлите до целых.
Определите напряжение на нагревателе R2
, когда сопротивление реостата максимально. Ответ выразите в вольтах, округлите до десятых.
Определите силу тока через нагревательный элемент R2
, когда сопротивление реостата максимально. Ответ выразите в амперах, округлите до десятых.
Определите КПД этого устройства, когда сопротивление реостата максимально. Ответ выразите в процентах, округлите до целых.
Для решения этой задачи мы будем использовать законы электрических цепей и формулу для расчета КПД.
1. Полное сопротивление цепи, когда сопротивление реостата минимально:
Полное сопротивление цепи (R_total) = R1 + R2 + R3
R_total = 10 ом + 50 ом + 0 ом = 60 ом
Ответ: Полное сопротивление цепи при минимальном сопротивлении реостата составляет 60 ом.
2. Сила общего тока в цепи, когда сопротивление реостата минимально:
Сила общего тока (I_total) = Напряжение / Полное сопротивление цепи
I_total = 30 В / 60 ом = 0.5 А
Ответ: Сила общего тока в цепи при минимальном сопротивлении реостата составляет 0.5 А.
3. Полное сопротивление цепи, когда сопротивление реостата максимально:
Полное сопротивление цепи (R_total) = R1 + R2 + R3
R_total = 10 ом + 50 ом + 50 ом = 110 ом
Ответ: Полное сопротивление цепи при максимальном сопротивлении реостата составляет 110 ом.
4. Напряжение на нагревателе R2, когда сопротивление реостата максимально:
Напряжение на нагревателе (V_R2) = I_total * R2
V_R2 = 0.5 А * 50 ом = 25 В
Ответ: Напряжение на нагревателе R2 при максимальном сопротивлении реостата составляет 25 В.
5. Сила тока через нагревательный элемент R2, когда сопротивление реостата максимально:
Сила тока через R2 (I_R2) = V_R2 / R2
I_R2 = 25 В / 50 ом = 0.5 А
Ответ: Сила тока через нагревательный элемент R2 при максимальном сопротивлении реостата составляет 0.5 А.
6. КПД устройства, когда сопротивление реостата максимально:
КПД (η) = (Мощность полезного действия / Потребляемая мощность) * 100%
Мощность полезного действия = V_R2 * I_R2
Мощность полезного действия = 25 В * 0.5 А = 12.5 Вт
Потребляемая мощность = Напряжение * Сила общего тока
Потребляемая мощность = 30 В * 0.5 А = 15 Вт
КПД = (12.5 Вт / 15 Вт) * 100% ≈ 83.3%
Ответ: КПД этого устройства при максимальном сопротивлении реостата составляет около 83%.