1. Яким буде зниження потенціалу в мідному дроті довжиною 500 м і діаметром 2 мм, якщо потік струму складає 2 А?
2. Яка була сила струму в колі з опором 100 Ом до підключення амперметра, якщо на шкалі амперметра з внутрішнім опором 1 Ом відображається сила струму 5 А?
Подтвержденное решение:
1. Пояснение:
Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон Ома, который гласит, что напряжение (потенциал) в проводнике пропорционально силе тока и сопротивлению проводника. Формула для расчета напряжения (потенциала) выглядит следующим образом:
V = I * R
где V — напряжение (потенциал), I — сила тока, R — сопротивление проводника.
В данной задаче нам даны сила тока (I = 2 А) и требуется найти потенциал (V) для медного провода длиной 500 м и диаметром 2 мм. Сначала необходимо найти сопротивление проводника. Формула для расчета сопротивления проводника выглядит следующим образом:
R = ρ * L / A
где R — сопротивление проводника, ρ — удельное сопротивление материала проводника (для меди ρ = 1,78 * 10^-8 Ом * м), L — длина проводника, A — площадь поперечного сечения проводника.
Подставляем известные значения в формулу:
A = π * (d/2)^2 = π * (0,002 м/2)^2 = π * (0,001 м)^2 = 0,00314 м^2
R = (1,78 * 10^-8 Ом * м) * (500 м) / 0,00314 м^2 ≈ 0,57 Ом
Теперь, используя закон Ома, находим потенциал:
V = I * R = 2 А * 0,57 Ом ≈ 1,14 В
Таким образом, понижение потенциала в медном проводе длиной 500 м и диаметром 2 мм при силе тока 2 А составляет около 1,14 В.
2. Пример использования:
Задача: Известно, что потенциал в проводнике с сопротивлением 0,5 Ом составляет 10 В. Найдите силу тока, протекающую через этот проводник.
Решение:
Для нахождения силы тока воспользуемся законом Ома:
V = I * R
где V — напряжение (потенциал), I — сила тока, R — сопротивление проводника.
Подставляем известные значения в формулу:
10 В = I * 0,5 Ом
Переносим 0,5 Ом на другую сторону уравнения и находим силу тока:
I = 10 В / 0,5 Ом = 20 А
Таким образом, сила тока, протекающего через проводник с сопротивлением 0,5 Ом при потенциале 10 В, составляет 20 А.
Совет:
Для лучшего понимания и запоминания материала по теме «Потенциал и сила тока», рекомендуется проводить практические эксперименты, используя элементарные схемы с батарейками, проводами и лампочками. Это поможет визуализировать основные концепции и законы, которые используются при решении задач.
Упражнение:
Найдите силу тока, если потенциал в проводнике с сопротивлением 10 Ом составляет 30 В.