Question

4. Два резистори опорами 10 и 20 Ом зʼєднані послідовно. Скільки часу знадобилось для того, щоб електричне поле виконало роботу 2 кДж. Якщо напруга на першому резисторі складає 20 В.

Answer 1

Відповідь:

Для розв'язання задачі необхідно знайти електричний струм, що протікає через цю послідовну комбінацію резисторів, і потім використати формулу для обчислення роботи електричного поля.

За законом Ома, струм, що протікає кожним резистором можна знайти за формулою I = U / R, де U - напруга на резисторі, R - опір резистора.

Таким чином, струм, що протікає через перший резистор:

I1 = U1 / R1 = 20 В / 10 Ом = 2 А.

А струм, що протікає через другий резистор:

I2 = U2 / R2 = (20 В - U1) / 20 Ом = (20 В - 20 В) / 20 Ом = 0 А.

Оскільки резистори зʼєднані послідовно, то струми в обох резисторах однакові, тобто I1 = I2 = 2 А.

Тепер можна обчислити роботу електричного поля:

W = E * q, де E - напруженість електричного поля, q - заряд, що пройшов крізь поле.

Звідси, q = W / E.

Напруженість електричного поля E можна знайти за формулою E = U / l, де l - довжина провідника, в нашому випадку l = 1, тому E = U.

Таким чином, E = U = 20 В.

Отже, q = W / E = 2 кДж / 20 В = 100 Кл.

Час, необхідний для проходження заряду q, можна знайти за формулою t = q / I, де I - струм, який протікає через послідовну комбінацію резисторів.

Отже, t = q / I = 100 Кл / 2 А = 50 с.

Відповідь: 50 секунд.

Пояснення: