Номер 707, страница 110 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Закон Джоуля—Ленца - номер 707, страница 110.

Условие.

► 707. Как, пользуясь предохранителем, узнать наибольшую мощность тока, которую могут потреблять одновременно электроприборы в вашей квартире? Выясните расход электроэнергии за 1 ч включения всех электроприборов.

Решение.

Как, пользуясь предохранителем, узнать наибольшую мощность тока, которую могут потреблять одновременно электроприборы в вашей квартире?

Чтобы определить наибольшую допустимую мощность, которую могут потреблять все электроприборы в квартире одновременно, нужно выполнить следующие действия. Во-первых, необходимо найти электрический щиток, где расположены предохранители или автоматические выключатели. На корпусе каждого автоматического выключателя указана величина номинального тока (максимально допустимая сила тока), на который он рассчитан. Это значение дано в Амперах (А), например, 16 А, 25 А.

Зная максимальную силу тока $I_{max}$ и стандартное напряжение в бытовой сети $\text{U}$ (в России и большинстве стран СНГ оно составляет 220 В), можно рассчитать максимальную мощность $P_{max}$ по формуле:

$P_{max} = U \cdot I_{max}$

Например, если на автоматическом выключателе, отвечающем за розетки в квартире, указано значение 16 А, то максимальная суммарная мощность всех одновременно включенных приборов не должна превышать:

$P_{max} = 220 \text{ В} \cdot 16 \text{ А} = 3520 \text{ Вт} = 3,52 \text{ кВт}$

При превышении этой мощности автоматический выключатель сработает и отключит подачу электроэнергии.

Ответ: Необходимо посмотреть на предохранителе (автоматическом выключателе) значение максимального тока $I_{max}$ (в Амперах) и умножить его на стандартное напряжение сети (220 В) по формуле $P_{max} = U \cdot I_{max}$, чтобы найти максимальную допустимую мощность в Ваттах.

Выясните расход электроэнергии за 1 ч включения всех электроприборов.

Расход электроэнергии (работа тока) $\text{A}$ вычисляется как произведение мощности $\text{P}$ на время работы $\text{t}$. В данном случае под "включением всех электроприборов" будем понимать работу электрической цепи при максимальной допустимой нагрузке, то есть при мощности $P_{max}$, рассчитанной в первой части задачи. Время работы задано — 1 час. Проведем расчет на примере, использованном выше.

Дано:

Напряжение сети: $U = 220 \text{ В}$

Максимальный ток предохранителя: $I_{max} = 16 \text{ А}$ (типичное значение)

Время работы: $t = 1 \text{ ч}$

Перевод в СИ:

Время: $t = 1 \text{ ч} = 3600 \text{ с}$

Найти:

Расход электроэнергии: $A - ?$

Решение:

Сначала найдем максимальную мощность, которую может выдержать сеть:

$P_{max} = U \cdot I_{max} = 220 \text{ В} \cdot 16 \text{ А} = 3520 \text{ Вт}$

Расход электроэнергии в быту принято измерять в киловатт-часах (кВт⋅ч). Для этого переведем мощность в киловатты:

$P_{max} = 3520 \text{ Вт} = 3,52 \text{ кВт}$

Теперь рассчитаем расход энергии $\text{A}$ по формуле $A = P_{max} \cdot t$:

$A = 3,52 \text{ кВт} \cdot 1 \text{ ч} = 3,52 \text{ кВт} \cdot \text{ч}$

Для расчета в единицах СИ (Джоулях) используем мощность в Ваттах и время в секундах:

$A = P_{max} \cdot t = 3520 \text{ Вт} \cdot 3600 \text{ с} = 12672000 \text{ Дж} = 12,672 \text{ МДж}$

В бытовых расчетах используется величина в кВт⋅ч.

Ответ: При максимальной нагрузке на сеть с предохранителем на 16 А, расход электроэнергии за 1 час составит 3,52 кВт⋅ч.