Як довго треба, щоб запобіжник, зроблений зі свинцевого дроту діаметром 0,2 мм, розтав? Запобіжник розрахований

Предмет вопроса: Расчет времени плавления свинцового предохранителя

Инструкция:
Для расчета времени плавления свинцового предохранителя, нам необходимо учесть несколько факторов. Во-первых, мы должны вычислить количество выделяемой тепловой энергии при протекании максимального тока через предохранитель. Затем мы сможем определить сколько времени требуется для нагрева предохранителя от его начальной температуры до температуры плавления свинца.

Для начала нам нужно вычислить сопротивление предохранителя при его начальной температуре. Мы можем использовать формулу:
R = p * L / A,
где R - сопротивление, p - питомый сопротивление свинца, L - длина предохранителя, A - площадь поперечного сечения предохранителя.

Зная сопротивление и максимальный ток, мы можем вычислить выделяемую мощность:
P = I^2 * R,
где P - мощность, I - максимальный ток.

Затем мы можем найти количество выделяемой тепловой энергии:
Q = P * t,
где Q - выделяемая тепловая энергия, t - время.

Теперь, зная плотность и объем предохранителя, мы можем вычислить массу:
m = p * V,
где m - масса, p - плотность, V - объем.

Зная массу и питомую теплоемкость свинца, мы можем вычислить изменение температуры:
ΔT = Q / (m * c),
где ΔT - изменение температуры, Q - выделяемая тепловая энергия, m - масса, c - питомая теплоемкость.

Наконец, зная начальную температуру и изменение температуры, мы можем вычислить время плавления предохранителя:
t = (Tm - Ti) / ΔT,
где t - время плавления, Tm - температура плавления свинца, Ti - начальная температура.

Например:
У нас имеется предохранитель с диаметром 0,2 мм и предполагаемым максимальным током 10 А. Мы также знаем начальную температуру предохранителя, которая составляет -27°C, а температура плавления свинца - 327°C. Плотность свинца равна 11300 кг/м3. Питомый сопротивление свинца - 0,21 * 10^-6 Ом·м, а питомая теплоемкость свинца - 140 Дж/(кг·°C).

Теперь мы можем следовать описанной выше процедуре расчета и вычислить время, необходимое для плавления предохранителя.

Совет:
Для лучшего понимания материала, рекомендуется изучить основные законы электричества и свойства материи свинца. Также полезно ознакомиться с основами термодинамики и теплопередачи.

Ещё задача:
Представим, что у нас есть предохранитель, сделанный из свинцового провода с диаметром 0,15 мм. Он предназначен для максимального тока 5 А. Начальная температура предохранителя - 20°C, а температура плавления свинца - 400°C. Плотность свинца - 11000 кг/м3, питомый сопротивление свинца - 0,2 * 10^-6 Ом·м, а питомая теплоемкость свинца - 150 Дж/(кг·°C). Найдите время, необходимое для плавления предохранителя.