Чтобы найти количество теплоты, выделяемое в резисторах, можно использовать формулу:
[ Q = I^2 R t ]
где:
- ( Q ) — количество теплоты (в джoule),
- ( I ) — сила тока (в амперах),
- ( R ) — сопротивление (в омах),
- ( t ) — время (в секундах).
Сначала рассчитаем количество теплоты, выделяемое в первом резисторе (сопротивление 4 Ом):
[ Q_1 = I_1^2 R_1 t ]
[ Q_1 = (2)^2 \cdot 4 \cdot 20 ]
[ Q_1 = 4 \cdot 4 \cdot 20 = 320 \text{ Дж} ]
Теперь найдем силу тока во втором резисторе (сопротивление 8 Ом). Для этого используем закон Ома и правило деления токов в параллельной цепи. Поскольку в параллельной цепи напряжение на обоих резисторах одинаково, а в первом резисторе ( I_1 = 2 ) А, то:
Сначала найдем общее напряжение на цепи:
[ U = I_1 R_1 = 2 \cdot 4 = 8 \text{ В} ]
Теперь найдем силу тока во втором резисторе:
[ I_2 = \frac{U}{R_2} = \frac{8}{8} = 1 \text{ А} ]
Теперь рассчитаем количество теплоты, выделяемое во втором резисторе:
[ Q_2 = I_2^2 R_2 t ]
[ Q_2 = (1)^2 \cdot 8 \cdot 20 ]
[ Q_2 = 1 \cdot 8 \cdot 20 = 160 \text{ Дж} ]
Теперь находим общее количество теплоты, выделяемое в обоих резисторах:
[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 ]
[ Q_{total} = 320 + 160 = 480 \text{ Дж} ]
Ответ: Общее количество теплоты, выделяемое в обоих резисторах за 20 секунд, составляет 480 Дж.