Определить плотность электрического тока в проводнике из меди длиной 1 км (в А/мм²), если на его концах приложено

Тема: Плотность электрического тока и удельное сопротивление

Пояснение: Плотность электрического тока (I) определяется как отношение силы тока к площади поперечного сечения проводника (S). В данной задаче мы должны определить плотность электрического тока в проводнике из меди длиной 1 км, когда на его концах приложено напряжение U = 51 В.

Формула, связывающая плотность тока, напряжение и сопротивление проводника, выглядит следующим образом:

I = U / R

где I - плотность тока, U - напряжение, R - сопротивление.

Сопротивление проводника можно выразить через его удельное сопротивление и его длину (L) по формуле:

R = (p * L) / S

где p - удельное сопротивление, L - длина проводника, S - площадь поперечного сечения проводника.

В данной задаче удельное сопротивление меди равно p = 1,7 * 10^-8 Ом*м, а длина проводника L равна 1 км, что равно 1000 м.

Таким образом, чтобы найти плотность электрического тока, мы должны сначала найти сопротивление проводника по формуле R = (p * L) / S, а затем использовать формулу I = U / R для нахождения плотности тока.

Демонстрация:
Длина проводника: 1 км (или 1000 м)
Напряжение: 51 В
Удельное сопротивление меди: 1,7 * 10^-8 Ом*м

Сопротивление проводника:
R = (1,7 * 10^-8 Ом*м * 1000 м) / S

Плотность тока:
I = 51 В / R

Совет: Для лучшего понимания темы плотности электрического тока и удельного сопротивления проводников, рекомендуется изучить основные законы электрической цепи, такие как закон Ома и формулы, связанные с плотностью тока, напряжением и сопротивлением.

Ещё задача: Проводник из алюминия имеет удельное сопротивление 2,8 * 10^-8 Ом*м. Если на него приложено напряжение 120 В, определите плотность электрического тока, если длина проводника составляет 3 км. Ответ округлите до целого числа.

Тема: Плотность электрического тока и удельное сопротивление

Разъяснение:

Для решения задачи о плотности электрического тока в проводнике необходимо использовать закон Ома, который гласит, что плотность тока I в проводнике определяется как отношение напряжения U, приложенного к концам проводника, к его сопротивлению R:

I = U / R

Сопротивление R можно выразить через удельное сопротивление p и длину проводника L:

R = p * (L / S)

где L - длина проводника, S - его площадь поперечного сечения.

Плотность электрического тока I выражается в амперах на квадратный миллиметр (А/мм²).

В нашей задаче дано, что длина проводника L = 1 км = 1000 м, напряжение U = 51 В и удельное сопротивление меди p = 1,7*10^-8 Ом*м.

Необходимо вычислить плотность электрического тока I.

Например:

Подставляем известные значения в формулу:

R = p * (L / S)

I = U / R

В данной задаче площадь поперечного сечения проводника не указана, поэтому вместо нее примем S = 1 мм².

R = (1,7*10^-8 Ом*м) * (1000 м / 1 мм²)

R = 1,7*10^-5 Ом

I = 51 В / (1,7*10^-5 Ом)

I ≈ 3000000 А

Ответ: Плотность электрического тока в проводнике из меди длиной 1 км составляет около 3000000 А/мм² (округляем до целого числа).

Совет: Для лучшего понимания плотности электрического тока и удельного сопротивления рекомендуется обратить внимание на следующие моменты:
- Плотность электрического тока указывает на количество заряда, проходящего через единицу площади проводника в единицу времени.
- Удельное сопротивление объясняет, насколько трудно проходит электрический ток через материал проводника. Чем выше значение удельного сопротивления, тем больше сопротивление представляет для тока материал проводника.
- Площадь поперечного сечения проводника влияет на общее сопротивление: чем больше площадь, тем меньше сопротивление.

Закрепляющее упражнение:
В проводнике с удельным сопротивлением 2,5*10^-6 Ом*м и площадью поперечного сечения 3 мм² протекает ток с напряжением 12 В. Определите плотность тока в амперах на квадратный миллиметр (А/мм²).