Чтобы определить мощность, потребляемую нагревателем, нам нужно знать сопротивление нагревательного элемента. Сопротивление можно вычислить по формуле:
\[ R = \rho \cdot \frac{L}{S}, \]
где:
- \( R \) — сопротивление (Ом),
- \( \rho \) — удельное сопротивление никелина (приблизительно \( 1,1 \, \Omega \cdot \text{мм}^2/\text{м} \)),
- \( L \) — длина проволоки (м),
- \( S \) — площадь поперечного сечения (мм²).
Данные из задачи:
- Длина \( L = 10 \, \text{м} \),
- Площадь поперечного сечения \( S = 0,1 \, \text{мм}^2 = 0,1 \times 10^{-6} \, \text{м}^2 = 1 \times 10^{-7} \, \text{м}^2 \).
Теперь подставим данные в формулу для нахождения сопротивления:
\[ R = 1,1 \cdot \frac{10}{0,1} = 1,1 \cdot 100 = 110 \, \Omega. \]
Теперь, когда мы знаем сопротивление, можем рассчитать мощность, потребляемую нагревателем, когда он включен в сеть постоянного напряжения 220 В. Формула для расчета мощности:
\[ P = \frac{U^2}{R}, \]
где \( P \) — мощность (Вт), \( U \) — напряжение (В), \( R \) — сопротивление (Ом).
Подставляем значения:
\[ P = \frac{(220)^2}{110}. \]
Вычислим:
\[ P = \frac{48400}{110} = 440 \, \text{Вт}. \]
Итак, мощность, потребляемая нагревателем при включении в сеть постоянного напряжения 220 В, составляет 440 Вт.