Для решения задачи, нам нужно использовать формулу для работы, совершенной при переносе заряда в электрической цепи:
\[ A = U \cdot Q \]
где:
- \( A \) — работа (в джоулях),
- \( U \) — напряжение (в вольтах),
- \( Q \) — заряд (в кулонах).
Сначала нам нужно привести все значения к одним единицам измерения, прежде чем мы сможем использовать формулу.
Переводим работу в джоули: \[ A = 0.4 \, \text{кДж} = 0.4 \times 1000 \, \text{Дж} = 400 \, \text{Дж} \]
Переводим заряд в кулоны: \[ Q = 40 \, \text{к} = 40 \times 10^{-3} \, \text{кулон} = 0.04 \, \text{кулон} \]
Теперь у нас есть работа в джоулях и заряд в кулонах. Мы можем использовать формулу для нахождения напряжения.
- Переместим формулу для нахождения напряжения: \[ U = \frac{A}{Q} \]
Подставим известные значения: \[ U = \frac{400 \, \text{Дж}}{0.04 \, \text{кулон}} = 10000 \, \text{В} = 10 \, \text{кВ} \]
Теперь мы нашли напряжение в цепи, но задача сообщает о "напряжённой силе тока". Нам нужно вычислить силу тока (\( I \)).
Считаем силу тока. Сила тока может быть найдена по формуле: \[ I = \frac{Q}{t} \] где \( t \) — это время в секундах.
Переводим время в секунды: \[ t = 4 \, \text{мин} = 4 \times 60 \, \text{с} = 240 \, \text{с} \]
Подставим значение заряда и времени в формулу для силы тока: \[ I = \frac{0.04 \, \text{кулон}}{240 \, \text{с}} \approx 0.0001667 \, \text{А} = 0.1667 \, \text{мА} \]
Таким образом, напряжённая сила тока в цепи составляет приблизительно 0.1667 мА.