Номер 705, страница 107 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Физика, 9 класс Сборник вопросов и задач, авторы: Марон Абрам Евсеевич, Марон Евгений Абрамович, Позойский Семён Вениаминович, издательство Просвещение, Москва, 2022, белого цвета

Авторы: Марон А. Е., Марон Е. А., Позойский С. В.

Тип: Сборник вопросов и задач

Издательство: Просвещение

Год издания: 2022 - 2025

Цвет обложки: белый на синем фоне изображена телебашня

ISBN: 978-5-09-087199-0

Популярные ГДЗ в 9 классе

Получение и передача переменного тока. Трансформатор. Электромагнитное поле - номер 705, страница 107.

Навигация по странице:

Решение Комментарии
№705 (с. 107)
Условие. №705 (с. 107)
скриншот условия
Физика, 9 класс Сборник вопросов и задач, авторы: Марон Абрам Евсеевич, Марон Евгений Абрамович, Позойский Семён Вениаминович, издательство Просвещение, Москва, 2022, белого цвета, страница 107, номер 705, Условие

705. Почему трансформация нужна при передаче энергии именно на дальнее расстояние?

Решение. №705 (с. 107)

При передаче электрической энергии по проводам неизбежно возникают потери, связанные с нагревом этих проводов. Этот процесс описывается законом Джоуля-Ленца. Мощность, которая теряется в линии электропередачи (ЛЭП) в виде тепла, рассчитывается по формуле:

$P_{потерь} = I^2R$

где $I$ – сила тока в линии, а $R$ – сопротивление проводов.

Сопротивление проводов прямо пропорционально их длине $l$:

$R = \rho \frac{l}{S}$

где $\rho$ – удельное сопротивление материала, а $S$ – площадь поперечного сечения провода. При передаче энергии на дальнее расстояние длина проводов $l$ очень велика, что делает их сопротивление $R$ значительным. Из первой формулы видно, что потери мощности очень сильно зависят от силы тока (пропорциональны квадрату тока). Следовательно, чтобы минимизировать потери, нужно максимально уменьшить силу тока в ЛЭП.

В то же время, мощность, передаваемая по линии, равна:

$P = UI$

где $U$ – напряжение в линии. Из этой формулы можно выразить силу тока:

$I = \frac{P}{U}$

Чтобы уменьшить силу тока $I$ при передаче заданной мощности $P$, необходимо увеличить напряжение $U$. Если подставить это выражение для тока в формулу потерь, получим:

$P_{потерь} = (\frac{P}{U})^2 R = \frac{P^2R}{U^2}$

Эта формула наглядно показывает, что потери мощности обратно пропорциональны квадрату напряжения. Таким образом, увеличив напряжение в 10 раз, можно уменьшить потери в 100 раз.

Именно для изменения напряжения и используются трансформаторы. На выходе с электростанции напряжение с помощью повышающего трансформатора увеличивают до очень высоких значений (сотни тысяч вольт). Это позволяет передавать электроэнергию на большие расстояния с минимальными потерями. Затем, вблизи потребителей, с помощью нескольких ступеней понижающих трансформаторов напряжение снижают до безопасных и стандартных значений (например, 220 В).

Ответ: Трансформация необходима при передаче энергии на дальние расстояния для минимизации потерь мощности в проводах. Потери мощности на нагрев проводов пропорциональны квадрату силы тока ($P_{потерь} = I^2R$). Поскольку сопротивление ($R$) проводов велико из-за их большой длины, для уменьшения потерь необходимо максимально снизить силу тока ($I$). Это достигается путем многократного повышения напряжения ($U$) с помощью повышающих трансформаторов перед линией электропередачи, так как при передаче постоянной мощности ($P=UI$) сила тока обратно пропорциональна напряжению. Перед подачей потребителю напряжение понижают до стандартных значений с помощью понижающих трансформаторов.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 9 класс, для упражнения номер 705 расположенного на странице 107 к сборнику вопросов и задач 2022 года издания для учащихся школ и гимназий.

Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №705 (с. 107), авторов: Марон (Абрам Евсеевич), Марон (Евгений Абрамович), Позойский (Семён Вениаминович), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Просвещение.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться