Вопрос школьника
Для изготовления нагревательного прибора, рассчитанного на напряжение 220 В и силу тока 2 А, необходима никелиновая проволока диаметром 0,5 мм. Какой длины надо взять проволоку?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон Ома, который гласит, что сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению цепи.
Сопротивление проволоки можно рассчитать по формуле:
R = ρ * L / S,
где R — сопротивление проволоки, ρ — удельное сопротивление материала проволоки (для никелина это примерно 1,1 * 10^-6 Ом*м), L — длина проволоки, S — площадь поперечного сечения проволоки (для проволоки диаметром 0,5 мм это примерно 0,2 мм^2).
Таким образом, сопротивление проволоки будет:
R = 1,1 * 10^-6 * L / 0,2 * 10^-6 = 5,5 * L Ом.
Согласно закону Ома, сила тока в цепи равна напряжению, деленному на сопротивление:
I = U / R,
где I — сила тока, U — напряжение.
Подставляя известные значения, получаем:
2 = 220 / (5,5 * L),
откуда
L = 220 / (2 * 5,5) = 20 метров.
Таким образом, для изготовления нагревательного прибора, рассчитанного на напряжение 220 В и силу тока 2 А, необходимо взять никелиновую проволоку длиной 20 метров и диаметром 0,5 мм.
