Чтобы решить данную задачу, начнем с основных формул и шагов.
Определим характеристики лампы.
- На лампе указано номинальное напряжение \( U_{н} = 110 \) В и мощность \( P_{н} = 100 \) Вт.
Расчет сопротивления лампы в рабочем режиме.
- Используем формулу для расчета мощности: \[ P = \frac{U^2}{R} \]
- Из этой формулы можно выразить сопротивление \( R \): \[ R = \frac{U^2}{P} \]
- Подставим значения: \[ R_{н} = \frac{(110 \, \text{В})^2}{100 \, \text{Вт}} = \frac{12100}{100} = 121 \, \text{Ом} \]
Определение силы тока при подключении к источнику 1,5 В.
- Сначала найдем сопротивление при комнатной температуре. В большинстве случаев сопротивление проводника (например, нить накала) увеличивается при нагревании.
- Для расчета силы тока используем закон Ома: \[ I = \frac{U}{R} \]
- Сейчас у нас \( U = 1,5 \) В и нам нужно определиться с \( R \). В комнате нить накала считается холодной, но, чтобы быть точным, давайте предположим, что холодное сопротивление в 2-3 раза меньше рабочего.
- Применим для нахождения тока с рабочим сопротивлением: \[ I = \frac{1,5 \, \text{В}}{R_{н}} \quad (где \, R_{н} = 121 \, \text{Ом}) \]
- Подставим: \[ I = \frac{1,5}{121} \approx 0,0124 \, \text{А} = 12,4 \, \text{мА} \]
Рассмотрим отношение сопротивления в рабочем режиме и при комнатной температуре.
- Если предположить, что сопротивление при комнатной температуре (обозначим его \( R_{х} \)) составляет 25% от рабочего сопротивления (это довольно распространенное предположение), получим: \[ R_{х} = \frac{R_{н}}{4} = \frac{121}{4} \approx 30,25 \, \text{Ом} \]
- Теперь найдем, во сколько раз сопротивление рабочего режима больше, чем при комнатной температуре: \[ K = \frac{R_{н}}{R_{х}} = \frac{121}{30,25} \approx 4 \]
Таким образом, сопротивление нити накала в рабочем режиме примерно в 4 раза больше, чем при комнатной температуре.