При подключении спирали нагревательного элемента к источнику тока, электрический ток протекает через нее с силой 0,60

Содержание вопроса: Электрическая мощность и коэффициент полезного действия

Объяснение:
Электрическая мощность - это физическая величина, которая измеряет количество работы, совершаемой электрическим током в единицу времени. Она вычисляется как произведение силы тока на напряжение.

Формула для расчета электрической мощности: P = I * U, где P - электрическая мощность, I - сила тока, U - напряжение.

Коэффициент полезного действия - это отношение полезной работы, совершенной электрическим током, к работе, которую должен был совершить источник энергии. Он измеряет эффективность использования энергии и обозначается символом η.

Формула для расчета коэффициента полезного действия: η = (полезная работа) / (работа источника энергии) * 100%.

Для решения данной задачи нужно воспользоваться формулой для электрической мощности, чтобы найти работу электрического тока на внешнем участке цепи, а затем подставить значения в формулу для коэффициента полезного действия.

Дополнительный материал:
Дано:
сила тока (I) = 0,60 А
электродвижущая сила (ЭДС) (U) = 36 В
время (t) = 5,0 мин = 300 сек (1 мин = 60 сек)

Решение:
1. Найдем работу электрического тока на внешнем участке цепи, используя формулу W = P * t, где W - работа, P - мощность, t - время.
P = I * U = 0,60 А * 36 В = 21,6 Вт
W = P * t = 21,6 Вт * 300 сек = 6480 Дж

2. Найдем работу источника энергии:
Работа источника энергии - это работа электрического тока на внешнем участке цепи плюс потери энергии.
В данной задаче потери энергии не указаны, поэтому можно предположить, что они равны нулю.
Следовательно, работа источника энергии равна работе электрического тока на внешнем участке цепи:
Работа источника энергии = 6480 Дж

3. Подставим значения в формулу для коэффициента полезного действия:
η = (полезная работа) / (работа источника энергии) * 100%
η = 6480 Дж / 6480 Дж * 100% = 100%

Совет: Чтобы лучше понять электрическую мощность и коэффициент полезного действия, полезно использовать аналогии. Можно представить источник энергии, например, как батарею, которая выдает электрическую энергию, а потребитель - это нагревательный элемент, который преобразует электрическую энергию в тепло. Коэффициент полезного действия будет показывать, насколько эффективно батарея преобразует химическую энергию в электрическую.

Дополнительное упражнение: Найдите коэффициент полезного действия, если сила тока через нагревательный элемент составляет 2,5 А, а напряжение источника тока - 12 В. Работа электрического тока на внешнем участке цепи за время t = 4,0 мин составляет 2400 Дж.