Яка є напруга на кінцях провідника, якщо за 7,5 хвилин протікає електричний струм 4А і в результаті виділяється

Содержание вопроса: Расчет напряжения и использование закона сохранения энергии

Инструкция: Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон сохранения энергии. Закон сохранения энергии утверждает, что полная энергия в системе остается постоянной. В данном случае, мы знаем, что всю энергию мы исчислим согласно формуле: работа силы тока = электрическая энергия.

Работа силы тока можно выразить через формулу: работа = напряжение * сила тока * время. Мы знаем силу тока (4А) и время (7,5 мин), но не знаем напряжение.

Теплота также является формой энергии, поэтому энергия, выделенная в виде теплоты, будет равна электрической энергии.

Следовательно, мы можем записать уравнение: напряжение * 4А * 7,5 мин = 216 кДж.

Чтобы найти напряжение, мы делим обе части уравнения на 4А * 7,5 мин:

напряжение = 216 кДж / (4А * 7,5 мин).

Выполняя вычисления, получаем

напряжение = 7,2 кВ.

Демонстрация: Какое напряжение будет на краях проводника, если в течение 10 минут течет электрический ток силой 3А и выделяется 150 кДж теплоты?

Совет: Если вы столкнетесь с подобной задачей, всегда обращайте внимание на то, какую информацию вам дается и какую информацию необходимо найти. Применение закона сохранения энергии в таких задачах может быть очень полезным.

Задание для закрепления: Если в течение 5 минут через проводник протекает электрический ток силой 2А, а на его концах развивается напряжение 10 В, сколько энергии будет выделено в виде теплоты?

Содержание вопроса: Закон Джоуля-Ленца

Пояснение: Задача относится к закону Джоуля-Ленца, который гласит, что количество теплоты, выделившееся в проводнике, равно произведению электрического сопротивления проводника на квадрат силы тока, умноженное на время. Формула для расчета теплоты выглядит следующим образом:
Q = I^2 * R * t

где Q - количество теплоты, I - сила тока, R - электрическое сопротивление проводника, t - время.

Нам дана сила тока I = 4А и время t = 7,5 минут = 7,5 * 60 секунд.

Для решения задачи нам также необходимо знать, что 1 кДж = 1000 Дж.

Мы можем использовать формулу для нахождения электрического сопротивления:
R = Q / (I^2 * t)

Подставляя известные значения, получаем:
R = 216 кДж / (4^2 * 7,5 * 60 с) = 0,15 Ом (округляем до двух знаков после запятой).

Таким образом, напряжение на концах проводника необходимо рассчитать с использованием закона Ома:
U = I * R = 4 А * 0,15 Ом = 0,6 В.

Ответ: напряжение на концах проводника составляет 0,6 В.

Совет: Для лучшего понимания задачи рекомендуется повторить материал о законе Джоуля-Ленца и законе Ома, чтобы быть уверенными в использовании формул.

Дополнительное упражнение: Если в задаче время увеличится до 10 минут, а сила тока уменьшится до 3 А, каково будет новое значение напряжения на концах проводника?