Номер 19.10, страница 96 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 19. Домашние экспериментальные задания - номер 19.10, страница 96.

Условие.

19.10. Возьмите елочную гирлянду и подсчитайте число лампочек в ней. Запишите паспортные данные (номинальное напряжение и силу тока) одной лампочки. Рассчитайте фактическое напряжение на лампочке при включении гирлянды в сеть напряжением 220 В и сравните его с номинальным.

Решение.

Поскольку данная задача носит практический характер и требует наличия реальной елочной гирлянды, для ее решения мы воспользуемся типичными параметрами для такого устройства. Предположим, что мы взяли гирлянду со следующими характеристиками.

Дано:

Напряжение в сети $U_{сеть} = 220$ В

Число лампочек в гирлянде (посчитано) $N = 50$ шт.

Паспортные данные одной лампочки (указаны на упаковке или самой лампочке):

Номинальное напряжение $U_{ном} = 5$ В

Номинальная сила тока $I_{ном} = 0.1$ А

Найти:

Фактическое напряжение на одной лампочке $U_{факт}$ - ?

Сравнить $U_{факт}$ с $U_{ном}$.

Решение:

В большинстве елочных гирлянд лампочки соединены последовательно. При последовательном соединении общее напряжение электрической цепи распределяется поровну между всеми ее элементами, если эти элементы имеют одинаковое сопротивление. Будем считать все лампочки в гирлянде одинаковыми.

Тогда фактическое напряжение на каждой лампочке можно найти, разделив напряжение сети на количество лампочек:

$U_{факт} = \frac{U_{сеть}}{N}$

Подставим наши значения в формулу:

$U_{факт} = \frac{220 \text{ В}}{50} = 4.4 \text{ В}$

Теперь сравним полученное фактическое напряжение с номинальным напряжением, указанным в паспортных данных лампочки:

$U_{факт} = 4.4$ В

$U_{ном} = 5$ В

Сравнивая эти два значения, мы видим, что $4.4 \text{ В} < 5 \text{ В}$, следовательно, $U_{факт} < U_{ном}$.

Фактическое напряжение на лампочке оказывается немного ниже номинального. Это часто делается производителями намеренно, чтобы лампочки работали в более "щадящем" режиме и, как следствие, служили дольше.

Ответ: фактическое напряжение на лампочке составляет 4.4 В; это значение меньше номинального напряжения (5 В).