Номер 5, страница 71 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

VI. Характеристики электрических цепей. Смотрим и думаем - номер 5, страница 71.

Условие.

5. Определите минимальную силу тока, на которую должен быть рассчитан каждый из предохранителей электрической цепи с напряжением 220 В, изображённой на рисунке, если в неё включены две лампочки мощностью по 100 Вт каждая, электрическая плита мощностью 2000 Вт, электрический чайник мощностью 1000 Вт и стиральная машина мощностью 800 Вт.

Решение.

Дано:

Напряжение в сети, $U = 220$ В

Мощность одной лампочки, $P_л = 100$ Вт

Количество лампочек, $n = 2$

Мощность электрической плиты, $P_п = 2000$ Вт

Мощность электрического чайника, $P_ч = 1000$ Вт

Мощность стиральной машины, $P_{см} = 800$ Вт

Найти:

Минимальную силу тока для предохранителя 1, $I_1$

Минимальную силу тока для предохранителя 2, $I_2$

Минимальную силу тока для предохранителя 3, $I_3$

Решение:

Минимальная сила тока, на которую должен быть рассчитан предохранитель, соответствует максимальной силе тока, которая может протекать в защищаемой им части цепи при одновременной работе всех подключенных к ней потребителей. Все потребители подключены к сети параллельно, поэтому напряжение на каждом из них равно напряжению сети $\text{U}$.

Силу тока для каждого участка цепи можно рассчитать по формуле, связывающей мощность, напряжение и силу тока: $P = U \cdot I$. Отсюда сила тока $I = \frac{P}{U}$.

Предохранитель 1

Данный предохранитель защищает ветвь цепи, в которую включены электрическая плита и две лампочки. Так как они соединены параллельно, их суммарная мощность $P_1$ равна сумме мощностей каждого прибора.

$P_1 = P_п + n \cdot P_л = 2000 \text{ Вт} + 2 \cdot 100 \text{ Вт} = 2200 \text{ Вт}$

Теперь определим силу тока, протекающую через этот предохранитель:

$I_1 = \frac{P_1}{U} = \frac{2200 \text{ Вт}}{220 \text{ В}} = 10 \text{ А}$

Ответ: Минимальная сила тока для предохранителя 1 равна 10 А.

Предохранитель 3

Этот предохранитель защищает ветвь цепи с электрическим чайником и стиральной машиной. Найдем их суммарную мощность $P_3$.

$P_3 = P_ч + P_{см} = 1000 \text{ Вт} + 800 \text{ Вт} = 1800 \text{ Вт}$

Сила тока, протекающая через предохранитель 3, равна:

$I_3 = \frac{P_3}{U} = \frac{1800 \text{ Вт}}{220 \text{ В}} = \frac{90}{11} \text{ А} \approx 8,18 \text{ А}$

Ответ: Минимальная сила тока для предохранителя 3 равна примерно 8,18 А.

Предохранитель 2

Судя по расположению на схеме, предохранитель 2 является общим (вводным) для всей цепи. Он должен быть рассчитан на суммарный ток от всех приборов, работающих одновременно. Общая мощность всех потребителей $P_{общ}$ равна сумме мощностей в первой и третьей ветвях.

$P_{общ} = P_1 + P_3 = 2200 \text{ Вт} + 1800 \text{ Вт} = 4000 \text{ Вт}$

Общая сила тока, на которую должен быть рассчитан предохранитель 2:

$I_2 = I_{общ} = \frac{P_{общ}}{U} = \frac{4000 \text{ Вт}}{220 \text{ В}} = \frac{200}{11} \text{ А} \approx 18,18 \text{ А}$

Ответ: Минимальная сила тока для предохранителя 2 равна примерно 18,18 А.