Яка повинна бути площа поперечного перерізу мідного провідника завдовжки 2 м такою, щоб при протіканні через нього

Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон Ома, который гласит, что напряжение \(U\) на концах проводника прямо пропорционально силе тока \(I\) и сопротивлению проводника \(R\):

\[U = I \cdot R.\]

В нашем случае мы знаем силу тока \(I = 150 \, А\) и длину проводника \(L = 2 \, м\). Задача состоит в том, чтобы найти необходимую площадь поперечного сечения \(S\), чтобы напряжение \(U\) достигало заданного значения.

Сопротивление проводника можно выразить через его сопротивление на единицу длины \(r\) и длину проводника \(L\):

\[R = r \cdot L.\]

Теперь мы можем переписать закон Ома, используя выражение для сопротивления:

\[U = I \cdot (r \cdot L).\]

Так как нам известна сила тока \(I\) и мы хотим, чтобы напряжение \(U\) достигало определенного значения, мы можем переписать это уравнение для нахождения значения сопротивления:

\[r \cdot L = \frac{U}{I}.\]

Теперь, чтобы найти площадь поперечного сечения \(S\), нам понадобится ввести еще одну величину - удельное сопротивление проводника \(\rho\) (читается "ро"). Удельное сопротивление - это сопротивление единичного объема материала. Тогда сопротивление проводника можно выразить через удельное сопротивление и площадь поперечного сечения:

\[r = \frac{\rho}{S}.\]

Подставим это выражение в предыдущую формулу:

\[\frac{\rho}{S} \cdot L = \frac{U}{I}.\]

Теперь можно найти площадь поперечного сечения \(S\), выразив ее через известные величины:

\[S = \frac{\rho \cdot L}{U} \cdot I.\]

Таким образом, чтобы удовлетворить условию задачи, площадь поперечного сечения медного проводника должна быть равна

\[S = \frac{\rho \cdot L}{U} \cdot I = \frac{\rho \cdot 2 \, м}{150 \, А} \cdot U.\]

Обратите внимание, что в формуле есть величина \(\rho\), удельное сопротивление меди. Ее значение зависит от температуры и характеристик меди. Если вам дали значение \(\rho\), то вы можете подставить его в формулу. Если же вам не дано значение \(\rho\), вам необходимо уточнить это учителя или использовать среднее значение для меди, которое обычно применяется при анализе таких задач.

Итак, для получения конкретного числового ответа вам потребуется знать значение удельного сопротивления меди \(\rho\) и напряжение \(U\) на концах проводника. Но вы можете использовать данную формулу для нахождения площади поперечного сечения любого проводника при известных значениях этих параметров.