Какое время потребуется, чтобы плавкий предохранитель из свинцовой проволоки площадью поперечного сечения s

Суть вопроса: Плавление предохранителя из свинцовой проволоки

Описание:
Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон Джоуля-Ленца, который связывает выделяющуюся тепловую мощность P в проводнике с силой электрического тока I, сопротивлением проводника R и продолжительностью времени t:

P = I^2 * R

Сила электрического тока I выражается через заряд Q, проходящий через проводник, и время t:

I = Q / t

Заряд Q можно найти, умножив текущую на массу проводника:

Q = m * e

где m - масса проводника, e - элементарный заряд.

Удельное сопротивление проводника свинца r выражается через сопротивление R и площадь поперечного сечения проводника S:

R = r * (l / S)

где l - длина проводника.

Мы можем выразить время t, используя остальные известные величины в этих формулах и в законе Кулона:

t = (m * e)^2 * r * l / (I^2 * S)

Применяя значения из условия задачи, мы можем рассчитать время, необходимое для плавления предохранителя.

Дополнительный материал:
Зная массу предохранителя m = 5 г, длину проводника l = 10 см и площадь поперечного сечения проводника S = 0,2 мм^2, найдите время, необходимое для плавления предохранителя, если сила электрического тока I = 20 А.

Совет:
Для лучшего понимания темы рекомендуется ознакомиться с уравнением Джоуля-Ленца, законом Кулона и формулами, связанными с электрическим током и проводимостью. Для более точного решения также следует учесть потери теплоты.

Дополнительное упражнение:
У проводника с площадью поперечного сечения S = 0,5 мм^2 и длиной l = 50 см сила электрического тока I равна 10 А. Плотность проводника d = 9000 кг/м^3, удельное сопротивление r = 1,5 x 10^-7 Ом * м. Найдите время, необходимое для плавления проводника, если его масса равна 100 г.