Какое количество теплоты было выделилось за 1 минуту в нагревательном элементе электрической плитки сопротивлением 70 Ом, которая была подключена к сети переменного тока? Значение этого количества теплоты составляет 16,8 кДж. Какие значения действующего и амплитудного тока в этой цепи?
Zvezda
Для решения задачи, нам понадобятся формулы, связанные с электрической цепью. В данном случае, используем закон Джоуля-Ленца, который гласит, что выделяющаяся теплота в электрической нагрузке равна произведению силы тока на сопротивление и время:
\[ Q = I^2 \cdot R \cdot t \]
где:
\( Q \) - количество теплоты (в Дж)
\( I \) - сила тока (в Амперах)
\( R \) - сопротивление (в Омах)
\( t \) - время (в секундах)
Мы знаем, что количество выделившейся теплоты составляет 16,8 кДж, что равно 16,8 * 1000 Дж. Также нам дано сопротивление электрической плитки, которое равно 70 Ом. Давайте найдем силу тока и время, подставив все известные данные в формулу выше:
\[ 16,8 \times 1000 = I^2 \times 70 \times 60 \]
Решим это уравнение для \( I \). Сначала поделим обе части уравнения на 70*60:
\[ \frac{{16,8 \times 1000}}{{70 \times 60}} = I^2 \]
\[ I^2 = \frac{{16,8 \times 1000}}{{70 \times 60}} \]
Теперь возьмем квадратный корень от обеих сторон уравнения, чтобы найти значение силы тока:
\[ I = \sqrt{\frac{{16,8 \times 1000}}{{70 \times 60}}} \]
По аналогии с амплитудным током, действующий ток будет равен максимальному значению тока, деленному на корень из 2:
\[ I_{\text{действ}} = \frac{{I_{\text{ампл}}}}{\sqrt{2}} \]
Теперь мы можем найти значения действующего и амплитудного тока, подставив значения известных величин в формулы:
\[ I = \sqrt{\frac{{16,8 \times 1000}}{{70 \times 60}}} \]
\[ I_{\text{действ}} = \frac{{\sqrt{\frac{{16,8 \times 1000}}{{70 \times 60}}}}}{\sqrt{2}} \]
Упростим эти выражения для получения численных ответов.
\[ Q = I^2 \cdot R \cdot t \]
где:
\( Q \) - количество теплоты (в Дж)
\( I \) - сила тока (в Амперах)
\( R \) - сопротивление (в Омах)
\( t \) - время (в секундах)
Мы знаем, что количество выделившейся теплоты составляет 16,8 кДж, что равно 16,8 * 1000 Дж. Также нам дано сопротивление электрической плитки, которое равно 70 Ом. Давайте найдем силу тока и время, подставив все известные данные в формулу выше:
\[ 16,8 \times 1000 = I^2 \times 70 \times 60 \]
Решим это уравнение для \( I \). Сначала поделим обе части уравнения на 70*60:
\[ \frac{{16,8 \times 1000}}{{70 \times 60}} = I^2 \]
\[ I^2 = \frac{{16,8 \times 1000}}{{70 \times 60}} \]
Теперь возьмем квадратный корень от обеих сторон уравнения, чтобы найти значение силы тока:
\[ I = \sqrt{\frac{{16,8 \times 1000}}{{70 \times 60}}} \]
По аналогии с амплитудным током, действующий ток будет равен максимальному значению тока, деленному на корень из 2:
\[ I_{\text{действ}} = \frac{{I_{\text{ампл}}}}{\sqrt{2}} \]
Теперь мы можем найти значения действующего и амплитудного тока, подставив значения известных величин в формулы:
\[ I = \sqrt{\frac{{16,8 \times 1000}}{{70 \times 60}}} \]
\[ I_{\text{действ}} = \frac{{\sqrt{\frac{{16,8 \times 1000}}{{70 \times 60}}}}}{\sqrt{2}} \]
Упростим эти выражения для получения численных ответов.
Знаешь ответ?