Номер 1097, страница 118 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Электрические явления. 43. Последовательное соединение проводников - номер 1097, страница 118.

Решение.

Дано:

Напряжение для горения дуги, $U_{д} = 45$ В

Сила тока в цепи, $I = 20$ А

Общее напряжение в цепи, $U_{общ} = 110$ В

Найти:

Сопротивление реостата, $R_{р}$

Решение:

Для нормальной работы вольтовой дуги необходимо, чтобы на ней было напряжение $U_{д} = 45$ В при силе тока $I = 20$ А. Поскольку дуга включается в цепь с напряжением $U_{общ} = 110$ В, которое больше требуемого, необходимо последовательно с дугой включить реостат. Этот реостат создаст дополнительное сопротивление и "погасит" избыточное напряжение.

При последовательном соединении проводников общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на каждом элементе:

$U_{общ} = U_{д} + U_{р}$

где $U_{р}$ — падение напряжения на реостате.

Найдем напряжение, которое должно приходиться на реостат:

$U_{р} = U_{общ} - U_{д} = 110 \text{ В} - 45 \text{ В} = 65 \text{ В}$

Сила тока при последовательном соединении одинакова на всех участках цепи. Следовательно, через реостат будет протекать тот же ток, что и через дугу:

$I_{р} = I = 20$ А

Теперь, используя закон Ома для участка цепи (для реостата), мы можем найти его сопротивление:

$U_{р} = I \cdot R_{р}$

Выразим отсюда сопротивление реостата $R_{р}$:

$R_{р} = \frac{U_{р}}{I}$

Подставим числовые значения и вычислим:

$R_{р} = \frac{65 \text{ В}}{20 \text{ А}} = 3,25 \text{ Ом}$

Ответ: сопротивление реостата должно равняться 3,25 Ом.