Сколько теплоты выделяется в нихромовой спирали длиной 5 м с площадью сечения 0,5 мм2 при подключении к сети

Тема урока: Тепловые эффекты в нихромовых спиралях

Описание: Когда нихромовая спираль подключается к источнику постоянного напряжения, через нее протекает электрический ток. В результате прохождения тока через спираль происходит выделение теплоты. Тепловое выделение в нихромовой спирали определяется законом Джоуля-Ленца.

Формула для расчета теплоты, выделяемой в нихромовой спирали, выглядит следующим образом:

Q = I^2 * R * t,

где:
- Q - выделяемая теплота (измеряется в джоулях),
- I - сила тока, проходящего через спираль (измеряется в амперах),
- R - сопротивление нихромовой спирали (измеряется в омах),
- t - время работы спирали (измеряется в секундах).

Для расчета необходимо знать сопротивление нихромовой спирали, которое можно выразить через площадь сечения проволоки (S) и ее удельное сопротивление (ρ).

R = ρ * (l / S),

где:
- ρ - удельное сопротивление нихрома (измеряется в омах на метр),
- l - длина нихромовой спирали (измеряется в метрах).

Теперь мы можем перейти к расчету. Подставим известные значения в формулы и произведем необходимые вычисления.

Например:
Дано:
- длина нихромовой спирали (l) = 5 м,
- площадь сечения (S) = 0,5 мм^2 = 0,5 * 10^(-6) м^2,
- напряжение (U) = 220 В,
- время работы (t) = 30 сек.

1. Найдем сопротивление нихромовой спирали:
R = ρ * (l / S).

2. Рассчитаем удельное сопротивление нихрома (ρ) для заданных условий.

3. Подставим значения в формулу выделения теплоты:
Q = I^2 * R * t.

Совет: Чтобы лучше понять данную тему, стоит изучить основные законы электричества, особенности проводников и их сопротивления.

Дополнительное задание:
Длина нихромовой спирали составляет 10 м, площадь сечения равна 1 мм^2, напряжение подключения - 120 В, время работы - 60 сек. Найдите количество теплоты, выделяющейся в спираль.