Номер 12, страница 81, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 19. Применение закона Ома к последовательному соединению проводников - номер 12, страница 81.

Условие.

12. Лампа рассчитана на напряжение $120 \text{ В}$, а её сопротивление в рабочем состоянии равно $480 \text{ Ом}$. Резистор с каким сопротивлением надо взять, чтобы соединить его с лампой последовательно и подключить затем к сети напряжением $220 \text{ В}$? Сделайте пояснительный рисунок, на котором изобразите схему участка цепи, состоящего из лампы и резистора. Укажите на схеме напряжения на лампе и на резисторе и их сопротивления.

Решение.

Дано:

Номинальное напряжение лампы: $U_Л = 120 \text{ В}$

Сопротивление лампы в рабочем состоянии: $R_Л = 480 \text{ Ом}$

Напряжение сети: $U_{сети} = 220 \text{ В}$

Все величины представлены в системе СИ.

Найти:

Сопротивление резистора: $R_Р - ?$

Решение:

Для того чтобы лампа работала в номинальном режиме (не перегорела), напряжение на ней должно быть равно ее номинальному напряжению $U_Л = 120 \text{ В}$.

1. Найдем силу тока, который должен протекать через лампу для ее нормальной работы, используя закон Ома:

$I = \frac{U_Л}{R_Л}$

$I = \frac{120 \text{ В}}{480 \text{ Ом}} = 0.25 \text{ А}$

2. Чтобы понизить напряжение сети с 220 В до 120 В на лампе, необходимо последовательно с ней подключить резистор. При последовательном соединении сила тока во всей цепи одинакова:

$I_{общ} = I_Л = I_Р = 0.25 \text{ А}$

3. Общее напряжение в цепи при последовательном соединении равно сумме напряжений на ее отдельных участках:

$U_{сети} = U_Л + U_Р$

Отсюда найдем напряжение, которое должно "погасить" дополнительный резистор:

$U_Р = U_{сети} - U_Л$

$U_Р = 220 \text{ В} - 120 \text{ В} = 100 \text{ В}$

4. Зная напряжение на резисторе и силу тока через него, по закону Ома можем рассчитать его сопротивление:

$R_Р = \frac{U_Р}{I_Р}$

$R_Р = \frac{100 \text{ В}}{0.25 \text{ А}} = 400 \text{ Ом}$

5. Пояснительный рисунок-схема:

Ответ:

Необходимо взять резистор с сопротивлением 400 Ом и соединить его с лампой последовательно.