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.