Каков диаметр алюминиевого проводника, если ток через него равен 0,05 А, напряжение на проводнике составляет 7,5 В, а длина проводника - 75 м? Округлите число π.
Пётр
Для решения данной задачи, нужно использовать закон Ома, который гласит, что сопротивление \(R\) проводника можно вычислить, поделив напряжение \(U\) на ток \(I\):
\[R = \frac{U}{I}\]
Поскольку мы не знаем сопротивление проводника, то воспользуемся другой формулой для рассчета сопротивления:
\[R = \frac{\rho \cdot L}{S}\]
где \(\rho\) - удельное сопротивление материала проводника, \(L\) - длина проводника, а \(S\) - площадь поперечного сечения проводника.
Теперь, для нахождения диаметра проводника, нам нужно знать площадь поперечного сечения. Формула для нахождения площади круга:
\[S = \pi \cdot (r^2)\]
где \(r\) - радиус проводника.
Объединим все формулы вместе:
\[R = \frac{\rho \cdot L}{\pi \cdot (r^2)}\]
Мы можем переставить формулу, чтобы найти радиус:
\[r = \sqrt{\frac{\rho \cdot L}{\pi \cdot R}}\]
Подставим значения в формулу:
\[r = \sqrt{\frac{\rho \cdot 75}{\pi \cdot U/I}}\]
Теперь мы можем вычислить радиус проводника. Однако, нам нужно знать удельное сопротивление материала проводника, чтобы получить конкретный численный ответ. У алюминия удельное сопротивление составляет приблизительно \(2,82 \times 10^{-8}\) Ом·м. Это число мы можем использовать, чтобы рассчитать диаметр проводника. Округлим число до двух десятичных знаков.
Решим задачу:
\[r = \sqrt{\frac{(2,82 \times 10^{-8}) \cdot 75}{\pi \cdot 7,5/0,05}}\]
\[r = \sqrt{\frac{2,115 \times 10^{-6}}{3,14 \cdot 7,5/0,05}}\]
\[r \approx \sqrt{\frac{2,115 \times 10^{-6}}{3,14 \cdot 150/0,05}}\]
\[r \approx \sqrt{\frac{2,115 \times 10^{-6}}{3,14 \cdot 3000/0,05}}\]
\[r \approx \sqrt{\frac{2,115 \times 10^{-6}}{9420/0,05}}\]
\[r \approx \sqrt{\frac{2,115 \times 10^{-6}}{188400}}\]
\[r \approx \sqrt{11,239 \times 10^{-12}}\]
\[r \approx 3,35 \times 10^{-6}\]
Таким образом, диаметр алюминиевого проводника составляет приблизительно \(6.7 \times 10^{-6}\) метра, или \(6.7\) микрометра. Это округленное значение, так как исходные данные предлагают округление числа.
\[R = \frac{U}{I}\]
Поскольку мы не знаем сопротивление проводника, то воспользуемся другой формулой для рассчета сопротивления:
\[R = \frac{\rho \cdot L}{S}\]
где \(\rho\) - удельное сопротивление материала проводника, \(L\) - длина проводника, а \(S\) - площадь поперечного сечения проводника.
Теперь, для нахождения диаметра проводника, нам нужно знать площадь поперечного сечения. Формула для нахождения площади круга:
\[S = \pi \cdot (r^2)\]
где \(r\) - радиус проводника.
Объединим все формулы вместе:
\[R = \frac{\rho \cdot L}{\pi \cdot (r^2)}\]
Мы можем переставить формулу, чтобы найти радиус:
\[r = \sqrt{\frac{\rho \cdot L}{\pi \cdot R}}\]
Подставим значения в формулу:
\[r = \sqrt{\frac{\rho \cdot 75}{\pi \cdot U/I}}\]
Теперь мы можем вычислить радиус проводника. Однако, нам нужно знать удельное сопротивление материала проводника, чтобы получить конкретный численный ответ. У алюминия удельное сопротивление составляет приблизительно \(2,82 \times 10^{-8}\) Ом·м. Это число мы можем использовать, чтобы рассчитать диаметр проводника. Округлим число до двух десятичных знаков.
Решим задачу:
\[r = \sqrt{\frac{(2,82 \times 10^{-8}) \cdot 75}{\pi \cdot 7,5/0,05}}\]
\[r = \sqrt{\frac{2,115 \times 10^{-6}}{3,14 \cdot 7,5/0,05}}\]
\[r \approx \sqrt{\frac{2,115 \times 10^{-6}}{3,14 \cdot 150/0,05}}\]
\[r \approx \sqrt{\frac{2,115 \times 10^{-6}}{3,14 \cdot 3000/0,05}}\]
\[r \approx \sqrt{\frac{2,115 \times 10^{-6}}{9420/0,05}}\]
\[r \approx \sqrt{\frac{2,115 \times 10^{-6}}{188400}}\]
\[r \approx \sqrt{11,239 \times 10^{-12}}\]
\[r \approx 3,35 \times 10^{-6}\]
Таким образом, диаметр алюминиевого проводника составляет приблизительно \(6.7 \times 10^{-6}\) метра, или \(6.7\) микрометра. Это округленное значение, так как исходные данные предлагают округление числа.
Знаешь ответ?