Номер 448, страница 70 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Электрическое напряжение - номер 448, страница 70.

Условие.

448. В таблице приведены значения напряжений технических устройств. Запишите недостающие данные и объясните их физический смысл.

Устройство $U, В$

Электропылесос бытовой $2–2,4$

Двигатель троллейбуса $550$

Автомобильный аккумулятор $6; 12$

Электрическая лампа в сети $?$

Лампочка в ёлочной гирлянде $?$

Аккумулятор для сотового телефона $?$

Решение.

Физический смысл напряжения (или разности потенциалов) заключается в том, что оно характеризует работу электрического поля по перемещению единичного положительного заряда между двумя точками. Напряжение $\text{U}$ определяется формулой $U = \frac{A}{q}$, где $\text{A}$ – это работа, совершаемая полем, а $\text{q}$ – величина переносимого заряда. Единицей измерения напряжения в системе СИ является Вольт (В). Напряжение 1 В означает, что при перемещении заряда в 1 Кулон между двумя точками электрическое поле совершает работу в 1 Джоуль. Таким образом, напряжение, указанное для технического устройства, показывает, какую работу совершает электрический ток величиной в 1 Кл, проходя через это устройство, преобразуя электрическую энергию в другие виды (световую, тепловую, механическую и т.д.).

Электрическая лампа в сети

Электрические лампы, используемые в быту, подключаются к стандартной осветительной сети. В России и большинстве стран Европы стандартное напряжение в бытовой сети составляет 220 В. Это значение является действующим значением переменного напряжения. Лампа рассчитана на работу именно при таком напряжении, при котором через неё проходит оптимальный ток для её свечения. Физический смысл этого значения в том, что при прохождении через лампу заряда в 1 Кл совершается работа в 220 Дж.

Ответ: 220 В.

Лампочка в ёлочной гирлянде

Напряжение на одной лампочке в гирлянде, как правило, намного меньше сетевого. Это связано с тем, что в гирляндах лампочки соединяют последовательно. При таком соединении напряжение сети распределяется между всеми лампочками. Например, если гирлянда из 44 лампочек подключена к сети 220 В, то на каждую лампочку приходится напряжение $U_{лампочки} = \frac{U_{сети}}{N} = \frac{220 \text{ В}}{44} = 5 \text{ В}$. Таким образом, для каждой отдельной лампочки рабочее напряжение низкое, что делает их производство дешевле и использование безопаснее.

Ответ: 2,5–12 В.

Аккумулятор для сотового телефона

Аккумуляторы в мобильных телефонах являются источниками постоянного тока и имеют низкое напряжение. В большинстве современных устройств используются литий-ионные аккумуляторы, номинальное (среднее рабочее) напряжение которых составляет около 3,7 В. Этого напряжения достаточно для питания микросхем и других компонентов телефона. Низкое напряжение необходимо для портативной электроники, так как оно обеспечивает безопасность для пользователя и позволяет создавать компактные устройства.

Ответ: 3,7–3,8 В.