Номер 19.12, страница 96 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 19. Домашние экспериментальные задания - номер 19.12, страница 96.

Условие.

19.12. Запишите паспортные данные всех потребителей электроэнергии в вашей квартире и определите, на какую силу тока должны быть рассчитаны плавкие предохранители в квартире, если все эти потребители включить одновременно. Нарисуйте схему квартирной электропроводки.

Решение.

Паспортные данные потребителей электроэнергии в вашей квартире

Поскольку точный набор электроприборов и их характеристики индивидуальны для каждой квартиры, для примера возьмем гипотетический, но реалистичный, список потребителей электроэнергии. Паспортные данные включают номинальную мощность $\text{P}$ и напряжение $\text{U}$. Стандартное напряжение в бытовой электросети составляет $U = 220 \text{ В}$.

Список потребителей и их мощность:

• Холодильник: $P_1 = 200 \text{ Вт}$
• Электрический чайник: $P_2 = 2000 \text{ Вт}$
• Микроволновая печь: $P_3 = 1000 \text{ Вт}$
• Стиральная машина: $P_4 = 2200 \text{ Вт}$
• Телевизор: $P_5 = 150 \text{ Вт}$
• Компьютер с монитором: $P_6 = 400 \text{ Вт}$
• Освещение (суммарно): $P_7 = 100 \text{ Вт}$
• Электроплита (две конфорки и духовка): $P_8 = 5000 \text{ Вт}$
• Утюг: $P_9 = 2200 \text{ Вт}$
• Водонагреватель (бойлер): $P_{10} = 2000 \text{ Вт}$

Ответ: Примерный список паспортных данных (мощности) для электроприборов в квартире приведен выше.

Определите, на какую силу тока должны быть рассчитаны плавкие предохранители в квартире, если все эти потребители включить одновременно

Дано:

Мощности электроприборов:

$P_1 = 200 \text{ Вт}$

$P_2 = 2000 \text{ Вт}$

$P_3 = 1000 \text{ Вт}$

$P_4 = 2200 \text{ Вт}$

$P_5 = 150 \text{ Вт}$

$P_6 = 400 \text{ Вт}$

$P_7 = 100 \text{ Вт}$

$P_8 = 5000 \text{ Вт}$

$P_9 = 2200 \text{ Вт}$

$P_{10} = 2000 \text{ Вт}$

Напряжение в сети: $U = 220 \text{ В}$

Найти:

Номинальный ток предохранителя $I_{пред}$ - ?

Решение:

В квартирной электропроводке все потребители подключаются параллельно к источнику напряжения. При параллельном соединении общая потребляемая мощность равна сумме мощностей всех включенных приборов.

1. Найдем суммарную мощность всех потребителей:

$P_{общ} = P_1 + P_2 + P_3 + P_4 + P_5 + P_6 + P_7 + P_8 + P_9 + P_{10}$

$P_{общ} = 200 + 2000 + 1000 + 2200 + 150 + 400 + 100 + 5000 + 2200 + 2000 = 15250 \text{ Вт}$

2. Зная общую мощность и напряжение в сети, найдем общую силу тока, которая будет протекать через вводной кабель и главный предохранитель, по формуле мощности:

$P_{общ} = U \cdot I_{общ}$

Отсюда общая сила тока:

$I_{общ} = \frac{P_{общ}}{U}$

$I_{общ} = \frac{15250 \text{ Вт}}{220 \text{ В}} \approx 69.32 \text{ А}$

3. Плавкий предохранитель (или автоматический выключатель) должен защищать проводку от перегрузки. Его номинальный ток срабатывания должен быть немного больше максимального рабочего тока в цепи, но не превышать допустимый ток для данной проводки. Выбираем ближайшее большее стандартное значение номинального тока для автоматических выключателей. Стандартные номиналы: 6 А, 10 А, 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63 А, 80 А.

Ближайшее стандартное значение, превышающее 69.32 А, это 80 А. Однако, такая нагрузка является экстремальной и нетипичной для большинства квартир, проводка которых обычно рассчитана на ток до 40-63 А. Включение всех мощных приборов одновременно приведет к срабатыванию защиты в большинстве реальных случаев. Расчет показывает, что для такой пиковой нагрузки требуется очень мощная проводка и соответствующий предохранитель.

Ответ: Плавкие предохранители (или главный автоматический выключатель) в квартире должны быть рассчитаны на силу тока, ближайшую по стандартному ряду к вычисленному значению, то есть 80 А, при условии, что сечение вводного кабеля позволяет выдерживать такой ток.

Нарисуйте схему квартирной электропроводки

Современная квартирная электропроводка строится по модульному принципу. От главного вводного автомата цепь разветвляется на несколько групп, каждая из которых защищена своим автоматическим выключателем. Это повышает надежность и безопасность. Ниже представлена принципиальная схема такой электропроводки.

Ответ: Принципиальная схема современной квартирной электропроводки с разделением на группы потребителей представлена на рисунке выше.