Задача по физике, тема «постоянный эл. ток» 10 класс.
К источнику тока с ЭДС 160В и сопротивлением 0,1 Ом с помощью нихромового проводника массой 12 кг подключена нагрузка мощностью 15кВт, которая рассчитана на напряжение 220В. Рассчитать длину проводника. Удельное сопротивление нихрома 110*10 м*м, плотность нихрома 8,4*10°кг/м
помогите пожалуйста решить🙏 (желательно с пояснениями)
1. Найдем ток, потребляемый нагрузкой:
Мощность нагрузки (P) = 15 кВт = 15000 Вт
Напряжение нагрузки (U) = 220 В
Ток нагрузки (I) = P / U = 15000 Вт / 220 В ≈ 68.18 А
2. Найдем падение напряжения на проводнике:
ЭДС источника (E) = 160 В
Напряжение на нагрузке (U) = 220 В
Падение напряжения на проводнике (ΔU) = E - U = 160 В - 220 В = -60 В (Тут есть проблема, так как падение напряжения не может быть отрицательным. Это означает, что нагрузка не может работать при таком ЭДС и напряжении. Скорее всего, в условии задачи опечатка, и ЭДС источника больше 220 В. Предположим, что ЭДС источника 280 В)
ΔU = E - U = 280 В - 220 В = 60 В
3. Найдем сопротивление проводника:
Падение напряжения на проводнике (ΔU) = 60 В
Ток в цепи (I) ≈ 68.18 А
Сопротивление проводника (R) = ΔU / I = 60 В / 68.18 А ≈ 0.88 Ом
4. Найдем объем проводника:
Масса проводника (m) = 12 кг
Плотность нихрома (ρ) = 8.4 * 10^3 кг/м^3
Объем проводника (V) = m / ρ = 12 кг / (8.4 * 10^3 кг/м^3) ≈ 1.43 * 10^-3 м^3
5. Найдем площадь поперечного сечения проводника:
Удельное сопротивление нихрома (ρ_у) = 110 * 10^-8 Ом*м
Сопротивление проводника (R) ≈ 0.88 Ом
Длина проводника (L) - неизвестна
Площадь поперечного сечения (A) = ρ_у * L / R
6. Выразим объем через площадь поперечного сечения и длину:
V = A * L
V = (ρ_у * L / R) * L
V = ρ_у * L^2 / R
7. Найдем длину проводника:
L^2 = V * R / ρ_у
L = √(V * R / ρ_у)
L = √(1.43 * 10^-3 м^3 * 0.88 Ом / (110 * 10^-8 Ом*м))
L ≈ √(11.44) м
L ≈ 3.38 м
Получается,
Ответ: Длина нихромового проводника примерно равна 3.38 метра.
Бред какой-то