Каково конечное сопротивление проводника, если его первоначальное сопротивление составляет 204 Ом, а половина длины была зачищена, радиус уменьшился в 2 раза, и оставшаяся стружка была использована для увеличения нетронутой трети провода по толщине? Рассчитайте с точностью до целого числа.
Физика Университет Электрическое сопротивление проводников конечное сопротивление проводника первоначальное сопротивление зачищенная длина провода радиус провода увеличение толщины провода физика проводимости расчет сопротивления провода
Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассмотреть, как изменения в длине и радиусе проводника влияют на его сопротивление. Давайте разберем шаги по порядку.
Шаг 1: Понимание первоначального сопротивленияСопротивление проводника определяется по формуле:
R = ρ * (L / A)
где R - сопротивление, ρ - удельное сопротивление материала, L - длина проводника, A - площадь поперечного сечения.
Шаг 2: Исходные данныеТеперь рассчитаем сопротивление оставшейся части проводника:
R1 = ρ * (L1 / A1) = ρ * ((L0 / 2) / (π * r0^2 / 4)) = (2 * ρ * L0) / (π * r0^2).
Шаг 5: Увеличение толщины нетронутой трети проводаОставшаяся часть, которая не была зачищена, составляет L0 / 2. Теперь мы добавляем стружку, чтобы увеличить радиус этой части. Площадь поперечного сечения нетронутой части A2:
A2 = π * (r0)^2.
Теперь, когда мы добавили стружку, радиус увеличивается. Предположим, что радиус увеличивается до r2. Тогда:
A2 = π * (r2)^2.
Шаг 6: Общее сопротивлениеОбщее сопротивление всего проводника будет равно:
R_total = R1 + R2.
Где R2 - сопротивление нетронутой части проводника.
Шаг 7: ПодсчетТеперь, чтобы найти R2, используем:
R2 = ρ * (L0 / 2) / A2 = ρ * (L0 / 2) / (π * r0^2).
Шаг 8: Итоговое сопротивлениеТаким образом, общее сопротивление будет:
R_total = R1 + R2 = (2 * ρ * L0) / (π * r0^2) + (ρ * (L0 / 2)) / (π * r0^2) = (2 * ρ * L0 + ρ * L0 / 2) / (π * r0^2).
Шаг 9: УпрощениеТеперь мы можем упростить это выражение, чтобы найти конечное сопротивление:
R_total = (5/2 * ρ * L0) / (π * r0^2).
Теперь мы можем подставить значения, чтобы найти конечное сопротивление. Однако, так как у нас нет конкретных значений для ρ и L0, мы можем лишь выразить конечное сопротивление в зависимости от этих параметров.
В результате, конечное сопротивление проводника можно рассчитать, подставив известные значения, и округлить до целого числа.