- Для определения сопротивления одного резистора начнем с анализа минимального сопротивления параллельного соединения. Если ( R ) — сопротивление одного резистора, то для трех идентичных резисторов, соединенных параллельно, общее сопротивление ( R_{\text{min}} ) выражается формулой:
[
\frac{1}{R_{\text{min}}} = \frac{1}{R} + \frac{1}{R} + \frac{1}{R} = \frac{3}{R}
]
Таким образом, можем найти ( R ):
[
R_{\text{min}} = \frac{R}{3}
]
Подставим известное значение ( R_{\text{min}} = 9 , \text{Ом} ):
[
9 = \frac{R}{3}
]
Отсюда получаем:
[
R = 9 \times 3 = 27 , \text{Ом}
]
Ответ: Сопротивление одного резистора составляет 27 Ом.
Теперь найдем количество теплоты ( Q ), выделившееся в одном резисторе за время ( t = 4 , \text{мин} = 240 , \text{с} ) при токе ( I = 3 , \text{A} ). Количество теплоты можно найти по формуле:
[
Q = I^2 R t
]
Подставив значения:
[
Q = (3)^2 \cdot 27 \cdot 240
]
[
Q = 9 \cdot 27 \cdot 240 = 58320 , \text{Дж}
]
Переведем в килоджоули:
[
Q = \frac{58320}{1000} = 58.32 , \text{кДж} \approx 58 , \text{кДж}
]
Ответ: В одном резисторе выделится приблизительно 58 кДж теплоты.
- Рассмотрим бытовую электроплитку с двумя спиралями, у каждой из которых сопротивление ( R_0 = 110 , \text{Ом} ). При параллельном соединении общее сопротивление ( R_{\text{общ}} ) рассчитывается по формуле:
[
\frac{1}{R_{\text{общ}}} = \frac{1}{R_0} + \frac{1}{R_0} = \frac{2}{R_0}
]
Подставляя ( R_0 ):
[
\frac{1}{R_{\text{общ}}} = \frac{2}{110}
]
Отсюда получаем:
[
R_{\text{общ}} = \frac{110}{2} = 55 , \text{Ом}
]
Ответ: Общее сопротивление спиралей плитки составляет 55 Ом.
Теперь найдем мощность электроплитки при параллельном соединении. Мощность ( P ) можно вычислить по формуле:
[
P = \frac{U^2}{R_{\text{общ}}}
]
Подставим значения:
[
P = \frac{220^2}{55}
]
[
P = \frac{48400}{55} \approx 880 , \text{Вт}
]
Ответ: Мощность электроплитки при параллельном соединении спиралей составляет приблизительно 880 Вт.