Номер 9, страница 103 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

*9. В импульсной фотовспышке лампа питается от конденсатора емкостью $800 \text{ мкФ}$, заряженного до напряжения $800 \text{ В}$. Какова энергия вспышки и средняя мощность, если продолжительность разряда $2,4 \text{ мс}$?

(Ответ: $256 \text{ Дж}$; $107 \text{ кВт}$)

Дано:

Емкость конденсатора, $C = 800 \text{ мкФ} = 800 \cdot 10^{-6} \text{ Ф} = 8 \cdot 10^{-4} \text{ Ф}$

Напряжение, $U = 800 \text{ В}$

Продолжительность разряда, $t = 2.4 \text{ мс} = 2.4 \cdot 10^{-3} \text{ с}$

Найти:

Энергия вспышки, $W - ?$

Средняя мощность, $P_{ср} - ?$

Решение:

Энергия вспышки лампы равна энергии, которая была запасена в конденсаторе. Энергию заряженного конденсатора можно рассчитать по формуле:

$W = \frac{C \cdot U^2}{2}$

Подставим в формулу значения из условия задачи:

$W = \frac{(8 \cdot 10^{-4} \text{ Ф}) \cdot (800 \text{ В})^2}{2} = \frac{8 \cdot 10^{-4} \text{ Ф} \cdot 640000 \text{ В}^2}{2} = \frac{8 \cdot 10^{-4} \cdot 64 \cdot 10^4}{2} = \frac{512}{2} = 256 \text{ Дж}$

Средняя мощность разряда определяется как отношение выделившейся энергии ко времени разряда:

$P_{ср} = \frac{W}{t}$

Подставим найденное значение энергии и время разряда:

$P_{ср} = \frac{256 \text{ Дж}}{2.4 \cdot 10^{-3} \text{ с}} \approx 106666.7 \text{ Вт}$

Для удобства переведем результат в киловатты (1 кВт = 1000 Вт):

$P_{ср} \approx \frac{106666.7}{1000} \text{ кВт} \approx 107 \text{ кВт}$

Ответ: энергия вспышки равна 256 Дж; средняя мощность составляет примерно 107 кВт.