Вопрос школьника
Чему равна масса медного провода диаметром 2 мм, из которого сделана обмотка катушки электромагнита, если по катушке течет ток 1 А при напряжении на ней 2 В? Плотность меди 9 г/см3.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу для расчета массы провода:
m = ρ * V,
где m — масса провода, ρ — плотность меди, V — объем провода.
Для расчета объема провода необходимо использовать формулу для расчета объема цилиндра:
V = π * r^2 * h,
где π — число Пи (3,14), r — радиус провода (равен половине диаметра), h — длина провода.
Радиус провода r = 2 мм / 2 = 1 мм = 0,1 см.
Длина провода можно рассчитать по формуле:
U = R * I,
где U — напряжение на катушке, I — ток, R — сопротивление катушки.
Сопротивление катушки можно рассчитать по формуле:
R = U / I = 2 В / 1 А = 2 Ом.
Длина провода:
h = R * l / S,
где l — число витков катушки, S — площадь поперечного сечения провода.
Площадь поперечного сечения провода:
S = π * r^2 = 3,14 * (0,1 см)^2 = 0,0314 см^2.
Число витков катушки неизвестно, поэтому для оценки можно принять, что длина провода равна длине катушки. Пусть длина катушки равна 10 см.
h = 2 Ом * 10 см / 0,0314 см^2 = 636,9 см = 6,369 м.
Теперь можно рассчитать массу провода:
m = ρ * V = 9 г/см^3 * π * (0,1 см)^2 * 6,369 м = 1,8 кг.
Таким образом, масса медного провода диаметром 2 мм, из которого сделана обмотка катушки электромагнита, равна 1,8 кг.
