Номер 6, страница 87, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

6. В первичной обмотке повышающего трансформатора $n_1 = 80$ витков, а во вторичной $n_2 = 1280$ витков. Напряжение на концах первичной обмотки $U_1 = 120$ В, а сила тока во вторичной обмотке $I_2 = 0.25$ А. Определите полезную мощность трансформатора.

Ответ: 480 Вт.

Дано:

Число витков в первичной обмотке $n_1 = 80$

Число витков во вторичной обмотке $n_2 = 1280$

Напряжение на первичной обмотке $U_1 = 120$ В

Сила тока во вторичной обмотке $I_2 = 0,25$ А

Все величины представлены в системе СИ.

Найти:

Полезную мощность трансформатора $P_{полезн}$.

Решение:

Полезная мощность трансформатора – это мощность, которую трансформатор отдает в нагрузку, подключенную к его вторичной обмотке. Эта мощность ($P_2$) определяется произведением напряжения на вторичной обмотке ($U_2$) на силу тока в ней ($I_2$).

$P_{полезн} = P_2 = U_2 \cdot I_2$

Для нахождения полезной мощности нам необходимо определить напряжение на вторичной обмотке $U_2$. В задаче не указан КПД трансформатора, поэтому будем считать его идеальным, то есть его КПД равен 100%, и потери энергии отсутствуют. Для идеального трансформатора отношение напряжений на обмотках равно отношению числа витков в них:

$\frac{U_2}{U_1} = \frac{n_2}{n_1}$

Из этого соотношения выразим напряжение на вторичной обмотке $U_2$:

$U_2 = U_1 \cdot \frac{n_2}{n_1}$

Подставим в формулу числовые значения из условия задачи:

$U_2 = 120 \, В \cdot \frac{1280}{80} = 120 \, В \cdot 16 = 1920 \, В$

Теперь, зная напряжение и силу тока во вторичной обмотке, можем вычислить полезную мощность трансформатора:

$P_{полезн} = U_2 \cdot I_2 = 1920 \, В \cdot 0,25 \, А = 480 \, Вт$

Ответ: полезная мощность трансформатора равна 480 Вт.