Примеры решения задач. Пример 12.1. Электрическая плитка мощностью 1 кВт с нихромовой спиралью работает при напряжении 220 В
Пример 12.1. Электрическая плитка мощностью 1 кВт с нихромовой спиралью работает при напряжении 220 В. Найдите длину 
провода спирали диаметром 
0,5 мм, если ее температура равна 900°С? Удельное сопротивление нихрома при 0°С 
1 мкОм·м, а температурный коэффициент сопротивления 
0,4·10–3 К–1.
Решение.Сопротивление спирали 
изменяется с ростом температуры по линейному закону (12.17):
,
где площадь сечения провода 
. Мощность плитки 
. Комбинируя эти соотношения, получим:
м.
Пример 12.2.Два источника питания с ЭДС 
4 В и 
2 В и внутренними сопротивлениями 
1 Ом и 
1 Ом подключены параллельно одноименными клеммами к сопротивлению нагрузки 
2 Ом. Рассчитайте токи во всех ветвях схемы и напряжение на нагрузке.
Решение.Рассмотрим рис. 12.11. Запишем первый закон Кирхгофа для узла a и второй закон Кирхгофа для двух независимых контуров I и II при их обходе по часовой стрелке:
, 
, 
.
|
| Рис. 12.11 |
Комбинируя законы Кирхгофа, найдем токи в ветвях:
А, 
А.
А.
Напряжение на нагрузке 
В.
Пример 12.3.При электролизе медного купороса CuSO4 масса катода увеличилась на 
100 мг. Площадь пластин 
25 см2, плотность тока 
200 А/м2. Найдите время электролиза 
и толщину слоя меди 
, выделившегося на катоде (молярная масса меди 
64 г/моль, объемная плотность 
8,6·103 кг/м3).
Решение.Согласно первому и второму законам Фарадея 
, 
, где 
- валентность меди в медном купоросе CuSO4, 
9,65∙104 Кл/моль – постоянная Фарадея. Отсюда найдем время электролиза
603 с ≈ 10 мин.
Объем образовавшегося слоя меди 
, отсюда толщина слоя меди 
4,6·10–6 м.
Контрольные вопросы
1. Что называется силой тока и плотностью тока? Каковы их единицы измерения?
2. Назовите условия возникновения и существования электрического тока.
3. Что такое сторонние силы? Какова их природа?
4. В чем заключается физический смысл электродвижущей силы, действующей в цепи? Напряжения? Разности потенциалов?
5. Какова связь между сопротивлением и проводимостью, удельным сопротивлением и удельной проводимостью? Каковы их единицы измерения?
6. В чем заключается явление сверхпроводимости? Каковы его перспективы?
7. Выведите законы Ома и Джоуля — Ленца.
8. Проанализируйте обобщенный закон Ома. Какие частные законы можно из него получить?
9. Как формулируются законы Кирхгофа? На чем они основаны?
Дата добавления: 2015-08-04; просмотров: 2506;