В электрической цепи, где источник тока имеет ЭДС 60 В и внутреннее сопротивление 0,05 Ом, соединен алюминиевым кабелем с площадью поперечного сечения 140 мм2 и длиной 500 м с мощным нагревателем, при силе тока 100 А, какие значения напряжения будут на источнике и нагревателе?

Физика 11 класс Электрические цепи электрическая цепь ЭДС 60 В внутреннее сопротивление алюминиевый кабель площадь поперечного сечения длина 500 м сила тока 100 А напряжение на источнике напряжение на нагревателе Новый

Для решения данной задачи нам нужно рассмотреть, как напряжение распределяется в электрической цепи, учитывая ЭДС источника, внутреннее сопротивление и сопротивление проводника.

Шаг 1: Найдем сопротивление алюминиевого кабеля.

Сопротивление проводника можно рассчитать по формуле:

R = ρ * (L / S),

где:

• R - сопротивление проводника,
• ρ - удельное сопротивление алюминия (примерно 2,65 * 10^-8 Ом*м),
• L - длина проводника (500 м),
• S - площадь поперечного сечения (140 мм² = 140 * 10^-6 м²).

Теперь подставим значения:

R = 2,65 * 10^-8 * (500 / (140 * 10^-6)).

Вычисляем:

R ≈ 0,094 мОм.

Шаг 2: Найдем общее сопротивление цепи.

Общее сопротивление цепи будет равно сумме внутреннего сопротивления источника и сопротивления проводника:

R_total = r + R_c,

где:

• r - внутреннее сопротивление источника (0,05 Ом),
• R_c - сопротивление кабеля (0,094 мОм).

Подставляем значения:

R_total = 0,05 + 0,000094 = 0,050094 Ом.

Шаг 3: Найдем напряжение на источнике.

Напряжение на источнике можно найти по формуле:

U_source = E - I * R_total,

где:

• E - ЭДС источника (60 В),
• I - сила тока (100 А).

Подставляем значения:

U_source = 60 - 100 * 0,050094.

Вычисляем:

U_source ≈ 60 - 5,0094 ≈ 54,9906 В.

Шаг 4: Найдем напряжение на нагревателе.

Напряжение на нагревателе можно найти по формуле:

U_heater = I * R_c.

Подставляем значения:

U_heater = 100 * 0,000094.

Вычисляем:

U_heater ≈ 0,0094 В.

Итак, итоговые результаты:

• Напряжение на источнике: ≈ 54,99 В.
• Напряжение на нагревателе: ≈ 0,0094 В.