Яка температура розжарення нитки вольфрамової електричної лампи з опором 600 Ом, якщо при кімнатній температурі її опір дорівнює 50 Ом? Температурний коефіцієнт електричного опору вольфраму дорівнює 4,8-10-3 К-¹.
Витальевич
Чтобы решить данную задачу, нам понадобится использовать закон Ома для вычисления изменения сопротивления нити лампы при изменении температуры. Закон Ома утверждает, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально его площади поперечного сечения, то есть:
\[R = \rho \cdot \frac{L}{S},\]
где \(R\) - сопротивление, \(\rho\) - удельное сопротивление материала проводника (для вольфрама), \(L\) - длина проводника, \(S\) - площадь поперечного сечения проводника.
Мы можем записать изменение сопротивления нити лампы как:
\[\Delta R = R - R_0,\]
где \(\Delta R\) - изменение сопротивления, \(R\) - сопротивление при искомой температуре, \(R_0\) - сопротивление при комнатной температуре.
Теперь мы можем использовать температурный коэффициент (\(\alpha\)) для вычисления изменения сопротивления нити вольфрамовой лампы при изменении температуры на 1 градус Цельсия:
\[\alpha = \frac{1}{R_0} \cdot \frac{{\Delta R}}{{\Delta T}},\]
где \(\Delta T\) - изменение температуры.
Мы можем переписать формулу для изменения сопротивления нити как:
\[\Delta R = \alpha \cdot R_0 \cdot \Delta T.\]
Теперь, имея формулу для изменения сопротивления, мы можем выразить сопротивление при искомой температуре:
\[R = R_0 + \alpha \cdot R_0 \cdot \Delta T.\]
Теперь подставим данные из задачи. У нас есть следующие значения:
\(R_0 = 50\) Ом - сопротивление при комнатной температуре,
\(R = 600\) Ом - сопротивление при искомой температуре,
\(\alpha = 4.8 \times 10^{-3}\) - температурный коэффициент для вольфрама,
\(\Delta T\) - изменение температуры.
Теперь посчитаем изменение сопротивления:
\[\Delta R = \alpha \cdot R_0 \cdot \Delta T = 4.8 \times 10^{-3} \cdot 50 \cdot \Delta T = 0.24 \cdot \Delta T.\]
Теперь, зная изменение сопротивления, мы можем выразить сопротивление при искомой температуре:
\[600 = 50 + 0.24 \cdot \Delta T.\]
Теперь решим это уравнение относительно \(\Delta T\):
\[0.24 \cdot \Delta T = 600 - 50 = 550.\]
\[\Delta T = \frac{550}{0.24} = 2291.67.\]
Таким образом, чтобы нить вольфрамовой лампы имела сопротивление 600 Ом, ее температура должна быть увеличена на 2291.67 градусов Цельсия.
\[R = \rho \cdot \frac{L}{S},\]
где \(R\) - сопротивление, \(\rho\) - удельное сопротивление материала проводника (для вольфрама), \(L\) - длина проводника, \(S\) - площадь поперечного сечения проводника.
Мы можем записать изменение сопротивления нити лампы как:
\[\Delta R = R - R_0,\]
где \(\Delta R\) - изменение сопротивления, \(R\) - сопротивление при искомой температуре, \(R_0\) - сопротивление при комнатной температуре.
Теперь мы можем использовать температурный коэффициент (\(\alpha\)) для вычисления изменения сопротивления нити вольфрамовой лампы при изменении температуры на 1 градус Цельсия:
\[\alpha = \frac{1}{R_0} \cdot \frac{{\Delta R}}{{\Delta T}},\]
где \(\Delta T\) - изменение температуры.
Мы можем переписать формулу для изменения сопротивления нити как:
\[\Delta R = \alpha \cdot R_0 \cdot \Delta T.\]
Теперь, имея формулу для изменения сопротивления, мы можем выразить сопротивление при искомой температуре:
\[R = R_0 + \alpha \cdot R_0 \cdot \Delta T.\]
Теперь подставим данные из задачи. У нас есть следующие значения:
\(R_0 = 50\) Ом - сопротивление при комнатной температуре,
\(R = 600\) Ом - сопротивление при искомой температуре,
\(\alpha = 4.8 \times 10^{-3}\) - температурный коэффициент для вольфрама,
\(\Delta T\) - изменение температуры.
Теперь посчитаем изменение сопротивления:
\[\Delta R = \alpha \cdot R_0 \cdot \Delta T = 4.8 \times 10^{-3} \cdot 50 \cdot \Delta T = 0.24 \cdot \Delta T.\]
Теперь, зная изменение сопротивления, мы можем выразить сопротивление при искомой температуре:
\[600 = 50 + 0.24 \cdot \Delta T.\]
Теперь решим это уравнение относительно \(\Delta T\):
\[0.24 \cdot \Delta T = 600 - 50 = 550.\]
\[\Delta T = \frac{550}{0.24} = 2291.67.\]
Таким образом, чтобы нить вольфрамовой лампы имела сопротивление 600 Ом, ее температура должна быть увеличена на 2291.67 градусов Цельсия.
Знаешь ответ?