Какова температура спирали в рабочем состоянии при напряжении 220 В, мощности 40 Вт и сопротивлении спирали 175

Тема занятия: Расчет температуры спирали с помощью мощности, напряжения и сопротивления

Инструкция: Для решения этой задачи мы можем использовать закон Джоуля-Ленца, который говорит нам, что мощность, развиваемая на проводнике сопротивлением, пропорциональна квадрату тока, проходящего через проводник, умноженного на его сопротивление.

Мы можем начать с расчета тока в цепи, используя формулу мощности: P = I^2 * R.

Для начала найдем ток:
I^2 = P / R,
где P - мощность (ватты), R - сопротивление (омы).

Теперь мы можем использовать закон Ома, чтобы найти напряжение:
U = I * R,
где U - напряжение (вольты), R - сопротивление (омы).

Таким образом, напряжение у нас равно 220 В, сопротивление спирали 175 Ом, а мощность составляет 40 Вт. Мы можем использовать эти данные для расчета тока. Затем мы можем использовать найденное значение тока в формуле для расчета температуры спирали.

Пример:
Найдем ток в цепи:
I^2 = 40 Вт / 175 Ом,
I^2 = 0.2286.
I = √0.2286.
I ≈ 0.4783 А.

Теперь найдем напряжение:
U = 0.4783 А * 175 Ом,
U ≈ 83.8 В.

Для расчета температуры спирали мы должны использовать температурный коэффициент сопротивления. Формула для этого:
ΔR = R₀ * α * ΔT,
где ΔR - изменение сопротивления, R₀ - изначальное сопротивление, α - температурный коэффициент сопротивления, ΔТ - изменение температуры.

Давайте найдем изменение температуры:
ΔТ = ΔR / (R₀ * α),
ΔТ = 175 Ом * 5.1⋅10^{-3} к^{-1} / 83.8 В * 175 Ом,
ΔТ ≈ 0.11 к.

Таким образом, температура спирали в рабочем состоянии будет отличаться на приблизительно 0.11 к от комнатной температуры.

Совет: Для лучшего понимания темы рекомендуется изучить закон Джоуля-Ленца и закон Ома. Также полезно знать, что изменение сопротивления проводника связано с изменением его температуры и температурным коэффициентом сопротивления.

Дополнительное задание: Найдите температуру спирали, если напряжение составляет 150 В, мощность 30 Вт, сопротивление 250 Ом и температурный коэффициент сопротивления равен 3.5⋅10^{-3} к^{-1}.