Номер 9, страница 29 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Электрические явления. ТЗ-13. Закон Джоуля—Ленца - номер 9, страница 29.

Условие.

9. На электрическом счётчике указано: «$220 \text{ В}$, $5 \text{ А}$». Выйдет ли счётчик из строя, если в квартире одновременно включить: холодильник ($120 \text{ Вт}$), пылесос ($360 \text{ Вт}$), утюг ($600 \text{ Вт}$) и две лампочки (по $100 \text{ Вт}$)?

Решение.

Дано:

Номинальное напряжение сети, $U = 220$ В

Максимально допустимая сила тока счетчика, $I_{max} = 5$ А

Мощность холодильника, $P_{хол} = 120$ Вт

Мощность пылесоса, $P_{пыл} = 360$ Вт

Мощность утюга, $P_{ут} = 600$ Вт

Мощность одной лампочки, $P_{ламп} = 100$ Вт

Количество лампочек, $n = 2$ шт.

Найти:

Выйдет ли счетчик из строя?

Решение:

Чтобы определить, выдержит ли электрический счетчик нагрузку, нужно вычислить общую силу тока, которую будут потреблять все включенные приборы, и сравнить её с максимально допустимым значением для счетчика.

1. Сначала найдем суммарную мощность всех одновременно включенных электроприборов. Поскольку бытовые приборы в квартире подключаются параллельно, их общая мощность равна сумме мощностей всех потребителей.

$P_{общ} = P_{хол} + P_{пыл} + P_{ут} + n \cdot P_{ламп}$

Подставим значения мощностей в формулу:

$P_{общ} = 120 \text{ Вт} + 360 \text{ Вт} + 600 \text{ Вт} + 2 \cdot 100 \text{ Вт} = 1280 \text{ Вт}$

2. Далее, зная общую мощность и напряжение в сети, вычислим общую силу тока $I_{общ}$ по формуле мощности электрического тока:

$P_{общ} = U \cdot I_{общ}$

Отсюда выразим силу тока:

$I_{общ} = \frac{P_{общ}}{U}$

Подставим числовые значения:

$I_{общ} = \frac{1280 \text{ Вт}}{220 \text{ В}} \approx 5,82 \text{ А}$

3. Теперь сравним полученное значение общей силы тока с максимально допустимой силой тока, на которую рассчитан счетчик:

$I_{общ} \approx 5,82 \text{ А}$

$I_{max} = 5 \text{ А}$

Поскольку $5,82 \text{ А} > 5 \text{ А}$, сила тока в цепи превысит предельно допустимое значение для счетчика.

Ответ: Да, счетчик выйдет из строя (или сработает защитный автомат), так как суммарная сила тока от одновременно включенных приборов (приблизительно 5,82 А) превышает максимальную допустимую силу тока для счетчика (5 А).