Для решения данной задачи применим формулу для вычисления сопротивления проволоки:
[
R = \frac{\rho \cdot L}{S}
]
где:
- (R) — сопротивление (в Омах),
- (\rho) — удельное сопротивление материала (в Ом·мм²/м),
- (L) — длина проволоки (в метрах),
- (S) — площадь поперечного сечения проволоки (в мм²).
Теперь рассмотрим каждый из пунктов по отдельности.
Задача 1: Сопротивление проволоки длиной 15 м и площадью поперечного сечения 2 мм²
Дано:
- (L = 15 , \text{м} = 15000 , \text{мм}) (так как 1 м = 1000 мм)
- (S = 2 , \text{мм}^2)
- (\rho = 0,016 , \Omega \cdot \text{мм}^2/\text{м})
Подставим значения в формулу:
[
R = \frac{0,016 \cdot 15000}{2}
]
Выполним расчет:
- (0,016 \cdot 15000 = 240)
- Теперь делим на 2: (R = \frac{240}{2} = 120 , \Omega)
Ответ: Сопротивление проволоки равно 120 Ом.
Задача 2: Длина проволоки с площадью поперечного сечения 0,4 мм², чтобы сопротивление было 19,2 Ом
Дано:
- (R = 19,2 , \Omega)
- (S = 0,4 , \text{мм}^2)
- (\rho = 0,096 , \Omega \cdot \text{мм}^2/\text{м})
Перепишем формулу для поиска длины:
[
L = \frac{R \cdot S}{\rho}
]
Подставим значения:
[
L = \frac{19,2 \cdot 0,4}{0,096}
]
Выполним расчет:
- (19,2 \cdot 0,4 = 7,68)
- Теперь делим на 0,096: (L = \frac{7,68}{0,096} = 80 , \text{м})
Ответ: Длина проволоки должна составлять 80 м.
Задача 3: Определение площади сечения проволоки с сопротивлением 4 Ом и длиной 20 м
Дано:
- (R = 4 , \Omega)
- (L = 20 , \text{м} = 20000 , \text{мм})
- (\rho = 0,018 , \Omega \cdot \text{мм}^2/\text{м})
Перепишем формулу для поиска площади сечения:
[
S = \frac{\rho \cdot L}{R}
]
Подставим значения:
[
S = \frac{0,018 \cdot 20000}{4}
]
Выполним расчет:
- (0,018 \cdot 20000 = 360)
- Теперь делим на 4: (S = \frac{360}{4} = 90 , \text{мм}^2)
Ответ: Площадь сечения проволоки равна 90 мм².
Задача 4: Изменение сопротивления при увеличении длины в 3 раза
Когда длина проволоки увеличивается в 3 раза, новое значение длины (L') будет равно:
[
L' = 3L
]
Сопротивление новой проволоки можно найти по формуле:
[
R' = \frac{\rho \cdot L'}{S} = \frac{\rho \cdot (3L)}{S} = 3 \cdot \frac{\rho \cdot L}{S} = 3R
]
Таким образом, новое сопротивление будет в 3 раза больше первоначального.
Ответ: Сопротивление проволоки увеличится в 3 раза.