Вирішувати через дано ( як вчать в школі)
1. Номінальна потужність приладу 2 кВт. Чи можна підключати його до джерела струму з напругою 220 В і силою струму 10 А. Відповідь поясніть.
2. Довжину провідника збільшили в 4 рази, а площу поперечного перерізу збільшили в 2 рази. Як зміниться кількість теплоти, що виділятиметься при проходженні струму в провіднику? Відповідь поясніть.
3. Електродвигун за 2 хв виконує роботу 80 кДж. Якою є напруга на його клемах, якщо сила струму в обмотці двигуна рівна 4 А?
4. Резистори з опором 17 і 25 Ом з'єднані послідовно. Напруга на ділянці кола рівна 24 В. Скільки теплоти виділиться на обох резисторах за 8 хв?
5. В електричному чайнику налито 0.5 л води. Початкова температура води 20 °С. Якою є сила струму в нагрівальному елементі, якщо воду було доведено до кипіння за 4 хв. Напруга джерела струму 220 В. ККД чайника 91%.
Ответы
Объяснение:
1. Потужність приладу = напруга x сила струму. Отже, сила струму, яку потребує прилад, дорівнює 2000 Вт / 220 В = 9.09 А. Таким чином, джерело струму з силою струму 10 А можна підключити до приладу.
2. Кількість теплоти, що виділяється при проходженні струму в провіднику, прямо пропорційна до сили струму і опору провідника. Оскільки опір провідника не змінився, кількість виділеної теплоти не зміниться.
3. Робота, яку виконує електродвигун, рівна добутку напруги на струм і часу роботи. Отже, напруга = робота / (струм x час) = 80 000 Дж / (4 А x 120 с) = 166.67 В.
4. Опір кола дорівнює сумі опорів резисторів, тобто 17 Ом + 25 Ом = 42 Ом. Сила струму в колі дорівнює напрузі на ділянці кола, поділеному на опір, тобто 24 В / 42 Ом = 0.57 А. Енергія, що виділяється на обох резисторах за 8 хв, дорівнює сумі кількостей теплоти, виділених на кожному з них: (17 Ом x (0.57 А)² x 480 с) + (25 Ом x (0.57 А)² x 480 с) = 59.24 кДж.
5. Енергія, необхідна для нагрівання 0.5 л води з 20 °C до 100 °C, можна вирахувати з формули Q = m x c x ΔT, де m - маса води, c - теплоємність води, ΔT - зміна температури. Підставляючи дані, отримуємо Q = 0.5 кг x 4186 Дж / (кг x °C) x 80 °C = 167 440 Дж. Час, за який було нагріто воду, дорівнює 4 хв. Отже, потужність нагрівального елементу, необхідна для нагрівання води, дорівнює енергії, поділеній на час: 167 440 Дж / 240 с = 698.5 Вт. ККД чайника 91%, тому потужність нагрівального елементу дорівнює потужності чайника, поділеній на ККД: P = 698.5 Вт / 0.91 = 766 Вт. Напруга на нагрівальному елементі дорівнює потужності, поділеній на силу струму: 766 Вт / 220 В = 3.48 А.