Электротехника. Задачи на закон Ома.
1. Дано: Напряжение (U) = 220 В, сопротивление (R) = 44 Ом. Найти: силу тока (I).
Решение: Используем закон Ома: $$I = \frac{U}{R}$$
Подставляем значения: $$I = \frac{220 \text{ В}}{44 \text{ Ом}} = 5 \text{ A}$$
Ответ: 5 A.
2. Дано: Площадь поперечного сечения (S) = 35 мм² = 35 × 10⁻⁶ м², длина (L) = 20 м. Найти: сопротивление (R).
Решение: Сопротивление стального провода вычисляется по формуле: $$R = \rho \frac{L}{S}$$, где ρ - удельное сопротивление стали (принимаем ρ ≈ 120 × 10⁻⁸ Ом·м).
Подставляем значения: $$R = 120 \times 10^{-8} \frac{20}{35 \times 10^{-6}} = \frac{120 \times 20}{35 \times 10^{-2}} = \frac{2400}{0.35} \approx 6857.14 \times 10^{-3} \text{Ом} = 6.857 \text{ Ом}$$.
Ответ: 6.857 Ом.
3. Дано: схема цепи (рис. 120), U = 8 B.
Решение: Согласно схеме, общее напряжение 8 В. Общее сопротивление: R и лампочка соединены параллельно. Ток, проходящий через R, равен 1 А. Ток, проходящий через лампочку, равен 1,5 А - 1 А = 0,5 А.
Сопротивление лампочки: Rл = U / Iл = 8 В / 0,5 А = 16 Ом.
Общее сопротивление цепи (Rобщ): $$\frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R} + \frac{1}{R_{л}}$$
R = U / I = 8 В / 1 А = 8 Ом
$$\frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{8} + \frac{1}{16} = \frac{2 + 1}{16} = \frac{3}{16}$$
Rобщ = 16 / 3 ≈ 5.33 Ом
Общий ток: Iобщ = 1.5 A
Ответ: Сопротивление лампочки 16 Ом, общее сопротивление 5.33 Ом, общий ток 1.5 А.
4. Дано: Длина (L) = 100 м, площадь (S) = 50 мм² = 50 × 10⁻⁶ м², ток (I) = 125 A. Найти: напряжение (U).
Решение: Сопротивление медных проводов вычисляется по формуле: $$R = \rho \frac{L}{S}$$, где ρ - удельное сопротивление меди (принимаем ρ ≈ 1.75 × 10⁻⁸ Ом·м).
Подставляем значения: $$R = 1.75 \times 10^{-8} \frac{100}{50 \times 10^{-6}} = \frac{1.75 \times 100}{50 \times 10^{-2}} = \frac{175}{0.5} \times 10^{-4} = 3.5 \times 10^{-2} \text{Ом} = 0.035 \text{ Ом}$$.
Напряжение на проводах: U = I × R = 125 A × 0.035 Ом = 4.375 В.
Ответ: 4.375 В.
5. Дано: схема цепи (рис. 119). Найти: общее сопротивление.
Решение: R1 = 15 Ом, R2 = 15 Ом, R3 = 6 Ом, R4 = 6 Ом, R5 = 2 Ом.
R1 и R2 соединены параллельно: R12 = (R1 × R2) / (R1 + R2) = (15 × 15) / (15 + 15) = 225 / 30 = 7.5 Ом.
R3 и R4 соединены параллельно: R34 = (R3 × R4) / (R3 + R4) = (6 × 6) / (6 + 6) = 36 / 12 = 3 Ом.
R12, R34 и R5 соединены последовательно: Rобщ = R12 + R34 + R5 = 7.5 + 3 + 2 = 12.5 Ом.
Ответ: 12.5 Ом.
6. Задача решена в пункте 3.