Чтобы решить задачу, начнем с формулы, связывающей работу, силу тока и напряжение.
Дано:
- Сила тока \( I = 400 \, \text{мА} = 0.4 \, \text{А} \) (приводим миллиамперы к амперам, так как 1 мА = 0.001 А)
- Время \( t = 10 \, \text{мин} = 10 \times 60 = 600 \, \text{с} \) (переводим минуты в секунды, поскольку в электротехнике стандартная единица времени — секунда)
- Работа \( W = 5 \, \text{кДж} = 5000 \, \text{Дж} \) (переводим килоджоули в джоули, так как 1 кДж = 1000 Дж)
Формула:
Работа, совершенная электрическим током, выражается через напряжение и силу тока: \[ W = U \cdot I \cdot t \] Где:
- \( W \) — работа в джоулях (Дж)
- \( U \) — напряжение в вольтах (В)
- \( I \) — сила тока в амперах (А)
- \( t \) — время в секундах (с)
Перепишем формулу для нахождения напряжения:
\[ U = \frac{W}{I \cdot t} \]
Подставим известные значения:
- \( W = 5000 \, \text{Дж} \)
- \( I = 0.4 \, \text{А} \)
- \( t = 600 \, \text{с} \)
Теперь подставим значения в формулу: \[ U = \frac{5000 \, \text{Дж}}{0.4 \, \text{А} \cdot 600 \, \text{с}} \]
Вычислим:
Сначала найдем произведение \( I \cdot t \): \[ I \cdot t = 0.4 \, \text{А} \cdot 600 \, \text{с} = 240 \, \text{А} \cdot \text{с} \]
Теперь подставим это значение обратно в формулу для напряжения: \[ U = \frac{5000 \, \text{Дж}}{240 \, \text{А} \cdot \text{с}} \approx 20.83 \, \text{В} \]
Ответ:
Напряжение в цепи составляет примерно \( 20.83 \, \text{В} \).
Таким образом, мы поняли, как использовать формулу работы для нахождения напряжения в электрической цепи.