Нагреватель мощностью р= 4,5*10^3 вт соединен с сетью постоянного напряжения 2 алюминивыми каждый длиной 500 м площадь поперечного сечения проводов 140 мм^2 сила тока в цепи 100 а. найдите напряжение u0 на источнике и u1 на нагревателее. где выделяется больше теплоты в нагревателем или проводах? во сколько раз? удельное сопротивление алюминия 2,8*10^-8 ом*м
Удельное сопротивление алюминия
R₁=2,8*10^-8 Ом*м*500м/140мм²=0,028Ом*мм²/м*500м/140мм²=0,1 Ом
R₁=0,1 Ом каждый провод
P=I²R₂
R₂=P/I²=4,5*10³ Вт/(100А)²=4500Вт/10000A²=0,45 Ом сопротивление нагревателя
При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.
Значит R=R₁+R₂+R₁=0,1Ом+0.45ОМ+0,1Ом=0,65 Ом
U₀ на источнике можно считать U₀=IR=100A*0,65Ом=65В
U₁ на нагревателе можно считать U₁=P/I=4500Вт/100A=45В
За единицу времени t=1с на нагревателе энергия будет равна Q = P*t=4500Вт*с=4,5кДж
За единицу времени t=1с на проводах Q=I²⋅R⋅t=I²⋅2R₁⋅t=20000*0.1*1=2000Дж=2кДж