Какова температура лампочки в рабочем состоянии, если вольтметр показывает 0,01 В и амперметр - 0,004 А, при

Тема: Расчет температуры лампочки

Разъяснение: Для расчета температуры лампочки мы можем использовать закон Ома и закон Стефана-Больцмана. Закон Ома гласит, что сила тока (I) через элемент электрической цепи прямо пропорциональна напряжению (V) на этом элементе, и мы можем использовать этот закон, чтобы найти сопротивление (R) лампочки. Формула для этого выглядит так: R = V / I, где R - сопротивление, V - напряжение, I - сила тока.

Затем, используя закон Стефана-Больцмана, мы можем найти температуру (T) лампочки, используя следующую формулу: T = T0 + α * (R - R0), где T - температура лампочки, T0 - исходная температура лампочки, α - температурный коэффициент расширения материала нити, R0 - сопротивление лампочки при исходной температуре.

В нашем случае, у нас есть значение напряжения (V = 0.01 В) и силы тока (I = 0.004 А) в рабочем состоянии лампочки, а также известно, что в рабочем состоянии V = 120 В и I = 4 А. Также дано значение температурного коэффициента α = 4,2 · 10-3 К-1.

Пример использования:
Давайте вычислим температуру лампочки в рабочем состоянии, используя предоставленные значения.

1. Вычислим сопротивление лампочки с помощью закона Ома: R = V / I = 0.01 В / 0.004 А = 2.5 Ом.

2. Затем найдем изменение сопротивления: ΔR = R - R0 = 2.5 Ом - R0.

3. Подставим значения в формулу расчета температуры: T = T0 + α * ΔR = 25 °С + (4.2 · 10-3 К-1) * ΔR.

4. Вычислим ΔR: ΔR = R - R0 = 2.5 Ом - 120 В / 4 А = 2.5 Ом - 30 Ом = -27.5 Ом.

5. Подставим значения в формулу расчета температуры: T = 25 °С + (4.2 · 10-3 К-1) * (-27.5 Ом).

6. Вычислим значение температуры: T = 25 °С + (-0.1155) К = 24.8845 °С.

Таким образом, температура лампочки в рабочем состоянии составляет примерно 24.8845 °С.

Совет: Для лучшего понимания материала, рекомендуется изучить основы электротехники, законы Ома и закон Стефана-Больцмана, а также ознакомиться с определением температурного коэффициента материала нити лампочки.

Упражнение: Если сопротивление лампочки в рабочем состоянии составляет 10 Ом, а исходная температура лампочки 20 °С, вычислите её новую температуру в рабочем состоянии, используя температурный коэффициент α = 3.5 · 10-3 К-1.