Каковы суточные колебания напряжения в сети дачного поселка? Какие колебания тока испытывает лампочка накаливания с вольфрамовой нитью, подключенной к этой сети? Как определяется температурный коэффициент сопротивления вольфрамовой нити лампочки при температуре 20 °C, если известны ее начальное сопротивление R0 = 95 Ом и коэффициент α = 4,1⋅10-3 1/°C?
Пошаговый ответ:
Объяснение: Суточные колебания напряжения в сети дачного поселка могут быть вызваны различными факторами, такими как изменение нагрузки на сеть, работа других электрических приборов и колебания в системе передачи электроэнергии. Эти колебания обычно характеризуются величиной, называемой амплитудой напряжения, которая показывает максимальное отклонение напряжения от номинального значения за сутки. Например, если номинальное напряжение составляет 220 В, а амплитуда напряжения равна 10 В, то суточные колебания напряжения будут варьироваться от 210 В до 230 В.
Что касается колебаний тока в лампочке накаливания, они зависят от изменений напряжения в сети. По закону Ома, сила тока в лампочке (I) пропорциональна напряжению (U) и обратно пропорциональна ее сопротивлению (R). Таким образом, когда напряжение в сети меняется, сила тока в лампочке также меняется. Если напряжение увеличивается, сила тока также увеличивается, и наоборот.
Температурный коэффициент сопротивления вольфрамовой нити лампочки (α) определяется формулой: α = (R — R0) / (R0 * ΔT), где R — сопротивление при заданной температуре, R0 — начальное сопротивление при известной температуре, ΔT — изменение температуры. Подставляя известные значения, можно вычислить неизвестное значение температурного коэффициента.
Пример использования: Предположим, что сеть дачного поселка имеет номинальное напряжение 220 В и амплитуду напряжения 10 В. Какие колебания тока испытывает лампочка накаливания с сопротивлением 100 Ом?
Решение: Используя закон Ома (U = I * R), можем найти изменение силы тока. Когда напряжение варьируется от 210 В до 230 В, то сила тока будет варьироваться от (210 В / 100 Ом) до (230 В / 100 Ом), что дает колебания в диапазоне от 2,1 А до 2,3 А.
Совет: Для лучшего понимания колебаний напряжения и тока в электрических цепях, рекомендуется изучить закон Ома, формулы для рассчета силы тока и напряжения, а также понятия о сопротивлении и его зависимости от температуры. Также полезно освоить практические задания, чтобы применить полученные знания на практике.
Упражнение: Предположим, что начальное сопротивление вольфрамовой нити лампочки составляет 90 Ом, а температурный коэффициент сопротивления равен 4,5 ⋅ 10-3 1/°C. Какое изменение температуры потребуется для увеличения сопротивления лампочки до 100 Ом? (Ответ дайте в °C)