Какова доля общего тока, который проходит через стальной провод, если стальной и алюминиевый провода одинаковых размеров соединены параллельно в цепи?
Физика Колледж Электрический ток и сопротивление доля общего тока стальной провод алюминиевый провод параллельное соединение электрическая цепь физика проводимость законы электричества
Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть, как распределяется ток в параллельных проводах с разными проводимостями. Мы знаем, что стальной и алюминиевый провода имеют разные электрические проводимости. Давайте разберемся шаг за шагом.
Шаг 1: Определение проводимости материаловПроводимость стального провода (σ_сталь) будет меньше, чем проводимость алюминиевого провода (σ_алюминий). Если обозначить проводимости как:
Таким образом, доля тока, проходящего через каждый из проводов, будет зависеть от их проводимости.
Шаг 3: Применение закона ОмаПо закону Ома, ток (I) в проводе можно выразить как:
Где V - напряжение на проводе, а R - его сопротивление. В параллельном соединении напряжение на обоих проводах одинаково.
Шаг 4: Распределение токаОбозначим общий ток, проходящий через цепь, как I_общий. Тогда ток через стальной провод (I_сталь) и алюминиевый провод (I_алюминий) будет пропорционален их проводимостям:
Теперь, чтобы найти долю тока, проходящего через стальной провод, мы можем использовать следующую формулу:
Подставляя значения, получаем:
Таким образом, доля общего тока, проходящего через стальной провод, зависит от соотношения проводимостей стального и алюминиевого проводов. Поскольку сталь имеет меньшую проводимость, доля тока через стальной провод будет меньше 0.5, а доля тока через алюминиевый провод будет больше 0.5.