Знайдіть силу електричного струму, який протікає через нагрівач, якщо при напрузі в мережі 220 В він може закип ятити

Тема: Расчет силы электрического тока

Инструкция:
Для решения данной задачи, мы будем использовать закон сохранения энергии и формулу мощности, которая выражается как произведение силы тока на напряжение, т.е. P = U * I.

В задаче у нас указано, что нагреватель способен закипятить 2 литра воды за 3 минуты при напряжении в сети 220 В. Мы знаем, что начальная температура воды составляет 20 °C, и КПД (коэффициент полезного действия) нагревателя равен 75%.

Сначала найдем количество теплоты, которое необходимо передать воде, чтобы нагреть ее от 20 °C до точки кипения (100 °C). Мы можем использовать формулу Q = m * c * ΔT, где Q - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - разница в температурах.

Для 2 литров воды масса будет равна 2 кг, а удельная теплоемкость воды - около 4,186 Дж/(г*°C).

ΔT = 100 °C - 20 °C = 80 °C.

Тогда Q = 2 кг * 4,186 Дж/(г*°C) * 80 °C = 670,56 кДж.

Так как КПД нагревателя равен 75%, то полезная мощность составляет 0,75 от всей мощности.

Тогда P = Q / t, где P - мощность, Q - количество теплоты, t - время.

Нам известно, что вода закипает за 3 минуты, что равно 180 секундам.

P = 670,56 кДж / 180 с = 3,725 кВт.

Так как P = U * I, где P - мощность, U - напряжение, то I = P / U.

I = 3,725 кВт / 220 В = 0,0169 А.

Таким образом, сила электрического тока, протекающего через нагреватель, составляет 0,0169 А.

Пример использования:
Задача: Найти силу электрического тока в цепи с напряжением 55 В и мощностью 220 Вт.

Совет: Для решения задач по электричеству рекомендуется использовать законы сохранения энергии и базовые формулы мощности и силы тока. Помните, что коэффициент полезного действия может влиять на расчеты, особенно при работе с устройствами, такими как нагреватели или лампы.

Упражнение: Какую мощность в ваттах нужно иметь устройству, чтобы нагревать 5 кг воды с КПД 80% за 10 минут с начальной температурой 10°C до 90°C? Напряжение в сети - 220 В.