Номер 7, страница 57, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

7. Наши бытовые приборы работают от сети напряжением 220 В. Какое значение напряжения имеется в виду?

Решение

В бытовых электрических сетях используется переменный ток, напряжение в котором изменяется с течением времени по синусоидальному закону. Из-за этого существуют различные характеристики величины напряжения:

1. Амплитудное значение напряжения ($U_m$) — это максимальное значение, которого достигает напряжение за один период колебаний.

2. Действующее (или эффективное, среднеквадратичное) значение напряжения ($\text{U}$) — это величина, которая численно равна такому постоянному напряжению, которое производит такое же тепловое действие (выделяет то же количество теплоты на одинаковом сопротивлении за одинаковое время), что и рассматриваемое переменное напряжение.

Для синусоидального напряжения связь между действующим и амплитудным значениями выражается формулой:

$U = \frac{U_m}{\sqrt{2}}$

Указанное на бытовых приборах и в стандартах на электросети напряжение 220 В — это именно действующее значение. Это делается для удобства расчетов мощности и для сопоставления с цепями постоянного тока. Вольтметры переменного тока также откалиброваны для измерения именно действующего значения.

Таким образом, хотя напряжение в сети постоянно колеблется, его характеризуют одной величиной, эквивалентной по своему эффекту постоянному току.

Можно также рассчитать, до какого максимального (амплитудного) значения на самом деле «подскакивает» напряжение в сети 220 В:

$U_m = U \cdot \sqrt{2} \approx 220 \text{ В} \cdot 1,414 \approx 311 \text{ В}$

Это означает, что мгновенное значение напряжения в розетке меняется от -311 В до +311 В, но его эффективная величина, используемая для всех расчетов, составляет 220 В.

Ответ: Имеется в виду действующее (эффективное) значение напряжения.