ДАЮ Задача 1.Скільки теплоти виділиться за 1 год. В реостаті , опір якого 100 Ом, при силі струму в колі 2 А?
Задача 2. Яка кількість теплоти виділиться за 10 хв в електричному чайнику з опором 20 Ом, включеному в мережу з напругою 220 В? Скільки води можна нагріти від 20 °С до кипіння, використовуючи все тепло, що виділяється струмом?
Задача 3 Електрокип’ятильник за 5 хв. нагріває 0,2 кг води від 14 °С до кипіння за умови , що в його обмотці тече струм силою 2А .Визначте напругу подану на електрокип’ятильник .Втратами енергії знехтувати.
Объяснение:
При послідовному з'єднанні провідників (мал. 1.) сила струму у всіх провідниках однакова:
I1 = I2 = I.
Послідовне з'єднання провідників
За законом Ома, напруги U1 і U2 на провідниках рівні
U1 = IR1, U2 = IR2.
Загальна напруга U на обох провідниках дорівнює сумі напруги U1 і U2:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR,
де R – електричний опір всього кола. Звідси слідує:
R = R1 + R2.
При послідовному з'єднанні повний опір кола дорівнює сумі опорів окремих провідників.
Цей результат справедливий для будь-якого числа послідовно з'єднаних провідників.
Паралельне з'єднання
При паралельному з'єднанні (мал. 2) напруга U1 і U2 на обох провідниках однакові:
U1 = U2 = U.
Сума струмів I1 + I2 , що протікають по обох провідниках, дорівнює струму в нерозгалуженому колі:
I = I1 + I2.
Цей результат виходить з того, що в точках розгалуження струмів (вузли A і B) у колі постійного струму не можуть накопичуватися заряди. Наприклад, до вузла A за час t приходить заряд I*t а виходить з вузла за той же час заряд I1*t + I2*t. Отже
I = I1 + I2.
Паралельне з'єднання провідників
Записуючи на підставі закона Ома
де R – електричний опір всього кола, отримаємо
При паралельному з'єднанні провідників величина, обернена загальному опору кола, дорівнює сумі величин, обернених опорам паралельно включених провідників.
Цей результат справедливий для будь-якого числа паралельно з'єднаних провідників.
Формули для послідовного і паралельного з'єднання провідників дозволяють у багатьох випадках розраховувати опір складного кола, що складається з багатьох резисторів. На мал. 3 наведений приклад такого складного кола і вказана послідовність обчислень.
Розрахунок опору складного кола. Опори всіх провідників вказані в омах (Ом)
Слід зазначити, що далеко не будь-яке складне коло, що складаються з провідників з різними опорами, може бути розраховано за до формул для послідовного і паралельного з'єднання. На мал. 4 наведений приклад електричного кола, яке не можна розрахувати вказаним вище методом.
Приклад електричного кола, що не зводиться до комбінації послідовно і паралельно сполучених провідників
U=120B
R₁=36Ом
U₁=9B
R₂=64Ом
U₂-? R₃-?
Т к соединены проводники последовательно, то сила тока І, проходящая через каждый из них, одинакова
І=І₁=І₂. Найдем силу тока, используя данные для первого проводника. По закону Ома І=U/R
I₁=U₁/R₁
I₁=9B/36Ом=0,25А Такая же сила тока проходит и через другие проводники, т е I₁=I₂=I=0,25A
найдем напряжение подаваемое на второй проводник U₂=I₂*R₂
U₂=0,25А*0,64Ом=16В
Найдем напряжение, подаваемое на третий проводник. По законам последовательного соединения U=U₁+U₂+U₃
U₃=U-U₁-U₂
U₃=120B-9B-16B=95B
R₃=U₃/I₃
R₃=95В/0,25А=380 Ом