Давайте решим предложенные задачи по порядку.
Задача 1: Сила тока
Условие: Какова сила тока в проводнике, если напряжение на его концах 4,5 В, а сопротивление 15 Ом?
Формула: Для вычисления силы тока в проводнике можно воспользоваться законом Ома, который выглядит так:
\[ I = \frac{U}{R} \]
где:
- \( I \) — сила тока в амперах (А),
- \( U \) — напряжение в вольтах (В),
- \( R \) — сопротивление в омах (Ω).
Подстановка:
В нашем случае:
- \( U = 4,5 \, \text{В} \)
- \( R = 15 \, \text{Ω} \)
Подставим значения в формулу:
\[ I = \frac{4,5}{15} \]
Вычисление:
\[ I = 0,3 \, \text{А} \]
Ответ: Сила тока в проводнике составляет 0,3 А.
Задача 2: Сопротивление проводника
Условие: Каким сопротивлением должен обладать проводник, чтобы при напряжении на его концах 220 В сила тока в нём была 1 мА?
Формула: Используем ту же формулу закона Ома, но на этот раз её можно преобразовать для нахождения сопротивления:
\[ R = \frac{U}{I} \]
Переведем единицы:
Сначала преобразуем силу тока из миллиампер в ампер: \[ I = 1 \, \text{мА} = 0,001 \, \text{А} \]
Подстановка:
Теперь подставим известные значения в формулу:
- \( U = 220 \, \text{В} \)
- \( I = 0,001 \, \text{А} \)
\[ R = \frac{220}{0,001} \]
Вычисление:
\[ R = 220000 \, \text{Ω} = 220 \, \text{kΩ} \]
Ответ: Сопротивление проводника должно составлять 220 кΩ.
Задача 3: Длина вольфрамового провода
Условие: Сколько метров вольфрамового провода площадью поперечного сечения 0,1 мм² потребуется для изготовления резистора сопротивлением 180 Ом?
Формула: Для вычисления длины провода используем формулу сопротивления:
\[ R = \frac{\rho L}{S} \]
где:
- \( R \) — сопротивление в омах (Ω),
- \( \rho \) — удельное сопротивление материала в омах-метр (Ω·м),
- \( L \) — длина провода в метрах (м),
- \( S \) — площадь поперечного сечения в квадратных метрах (м²).
Удельное сопротивление: Для вольфрама \( \rho \) примерно равно \( 5,6 \times 10^{-8} \, \text{Ω·м} \).
Перевод площади поперечного сечения:
Площадь \( S = 0,1 \, \text{мм}^2 = 0,1 \times 10^{-6} \, \text{м}^2 = 1 \times 10^{-7} \, \text{м}^2 \).
Подстановка:
Теперь выразим \( L \) и подставим известные значения:
\[ L = \frac{R \cdot S}{\rho} \]
Подставим:
- \( R = 180 \, \text{Ω} \)
- \( S = 1 \times 10^{-7} \, \text{м}^2 \)
- \( \rho = 5,6 \times 10^{-8} \, \text{Ω·м} \)
\[ L = \frac{180 \times 1 \times 10^{-7}}{5,6 \times 10^{-8}} \]
Вычисление:
\[ L \approx \frac{180 \times 1}{5,6} \times 10^{-7 + 8} \] \[ L \approx \frac{180}{5,6} \times 10^{1} \] \[ L \approx 32,14 \, \text{м} \]
Ответ: Для изготовления резистора сопротивлением 180 Ом потребуется примерно 32,14 м вольфрамового провода.