Номер 805, страница 105 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

37. Работа и мощность тока. Глава VIII. Законы постоянного тока. Электродинамика - номер 805, страница 105.

Условие.

805. Десять параллельно соединённых ламп сопротивлением по 0,5 кОм, рассчитанных каждая на напряжение 120 В, питаются через реостат от сети напряжением 220 В. Какова мощность электрического тока в реостате?

Решение 1.

Решение 2.

Решение 3.

Решение 4.

Дано:

Количество ламп, $n = 10$
Сопротивление одной лампы, $R_л = 0,5 \text{ кОм}$
Номинальное напряжение лампы, $U_л = 120 \text{ В}$
Напряжение сети, $U_{сети} = 220 \text{ В}$

$R_л = 0,5 \cdot 10^3 \text{ Ом} = 500 \text{ Ом}$

Найти:

Мощность в реостате, $P_р$

Решение:

Лампы соединены параллельно, и для их нормальной работы напряжение на них должно быть равно номинальному, то есть $U_л = 120 \text{ В}$.

Согласно закону Ома, сила тока, протекающего через одну лампу, равна:
$I_л = \frac{U_л}{R_л}$
$I_л = \frac{120 \text{ В}}{500 \text{ Ом}} = 0,24 \text{ А}$

Поскольку все десять ламп соединены параллельно, общий ток, потребляемый лампами, равен сумме токов через каждую лампу:
$I_{общ} = n \cdot I_л$
$I_{общ} = 10 \cdot 0,24 \text{ А} = 2,4 \text{ А}$

Реостат соединен с группой ламп последовательно, поэтому ток, протекающий через реостат $I_р$, равен общему току в цепи:
$I_р = I_{общ} = 2,4 \text{ А}$

При последовательном соединении напряжение сети распределяется между реостатом и лампами. Напряжение на реостате $U_р$ можно найти как разность напряжения сети и напряжения на лампах:
$U_{сети} = U_р + U_л$
$U_р = U_{сети} - U_л$
$U_р = 220 \text{ В} - 120 \text{ В} = 100 \text{ В}$

Мощность электрического тока в реостате вычисляется по формуле:
$P_р = U_р \cdot I_р$
$P_р = 100 \text{ В} \cdot 2,4 \text{ А} = 240 \text{ Вт}$

Ответ: мощность электрического тока в реостате составляет 240 Вт.