2024-11-29 07:08:13
Какой КПД электрического нагревателя, состоящего из защитного сопротивления R1=2 Ом, нагревательного элемента сопротивления R2=16 Ом и регулировочного реостата с сопротивлением от 0 до R3=16 Ом, при подключении к сети с напряжением 2 В, когда сопротивление реостата максимально? Ответ дайте в процентах, округлите до целых.
Физика 10 класс Электрические цепи и их характеристики КПД электрического нагревателя сопротивление R1 сопротивление R2 реостат R3 напряжение 2 В максимальное сопротивление физика задачи по физике
2024-11-29 07:08:24
Для того чтобы найти коэффициент полезного действия (КПД) электрического нагревателя, нам нужно рассмотреть его электрическую цепь и произвести необходимые расчеты. Давайте разберем шаги решения:
Шаг 1: Определение общего сопротивления цепиКогда реостат R3 находится на максимальном значении (16 Ом), общее сопротивление цепи будет равно:
- R_total = R1 + R2 + R3
- R_total = 2 Ом + 16 Ом + 16 Ом
- R_total = 34 Ом
Теперь мы можем использовать закон Ома для нахождения тока в цепи. Напряжение в сети U = 2 В:
- I = U / R_total
- I = 2 В / 34 Ом
- I ≈ 0.0588 А (или 58.8 мА)
Теперь найдем полную мощность, потребляемую цепью:
- P_total = U * I
- P_total = 2 В * 0.0588 А
- P_total ≈ 0.1176 Вт
Мощность, выделяемая на нагревательном элементе R2, вычисляется по формуле:
- P_R2 = I^2 * R2
- P_R2 = (0.0588 А)^2 * 16 Ом
- P_R2 ≈ 0.0551 Вт
КПД (η) можно найти по формуле:
- η = (P_R2 / P_total) * 100%
- η = (0.0551 Вт / 0.1176 Вт) * 100%
- η ≈ 46.9%
Округляем КПД до целых процентов:
- КПД ≈ 47%
Ответ: КПД электрического нагревателя при максимальном сопротивлении реостата составляет 47%.
