Вопрос школьника
К ртутному столбику длиной 100 см и сечением 1 мм2 приложено напряжение 1 В. Определите силу тока. Попытайтесь ответить, почему за единицу сопротивления выбрано сопротивление ртутного столбика длиной не 100 см, а 106,3 см.
Ответ от учителя
Для определения силы тока необходимо использовать закон Ома, который гласит, что сила тока (I) пропорциональна напряжению (U) и обратно пропорциональна сопротивлению (R) цепи: I = U/R.
В данном случае, напряжение равно 1 В, а сопротивление ртутного столбика можно определить по формуле R = ρ * L/S, где ρ — удельное сопротивление ртути, L — длина столбика, S — площадь поперечного сечения.
Удельное сопротивление ртути при комнатной температуре составляет около 0,96 мкОм*м, а площадь поперечного сечения столбика равна 1 мм2, что соответствует 0,000001 м2. Подставляя эти значения в формулу, получаем:
R = 0,96 * 0,01 / 0,000001 = 9600 Ом
Теперь, используя закон Ома, можно определить силу тока:
I = U/R = 1/9600 = 0,00010417 А = 104,17 мкА
Относительно выбора длины ртутного столбика, можно сказать, что это связано с тем, что удельное сопротивление ртути зависит от температуры. При изменении температуры, удельное сопротивление ртути также изменяется, что может привести к неточности в измерениях. Однако, если длина столбика будет равна 106,3 см, то при комнатной температуре удельное сопротивление ртути будет равно 1 Ом*м, что позволяет использовать ртутный столбик как эталонное сопротивление.
