. Электрический нагреватель состоит из трех одинаковых резисторов (рис. 255) и подключен к ис-точнику постоянного напряжения. Если на втором ог резисторе (R_{2}) за некоторый…
. Электрический нагреватель состоит из трех одинаковых резисторов (рис. 255) и подключен к ис-точнику постоянного напряжения. Если на втором ог резисторе (R_{2}) за некоторый промежуток времени выделяется количество теплоты Q_{2} = 10 Дж, то за этот же промежуток времени нагревателем выде-ляется общее количество теплоты Q. равное:
Для решения задачи необходимо определить, какое общее количество теплоты Q выделяется всеми тремя резисторами за тот же промежуток времени, когда на втором резисторе выделилось Q₂ = 10 Дж.
Шаг 1. Вспомним основные принципы
- В нагревателе из одинаковых резисторов, подключенных к источнику постоянного напряжения, при последовательном подключении ток одинаковый во всех резисторах.
- При параллельном — напряжение одинаковое на каждом резисторе, а ток делится пропорционально сопротивлениям.
Поскольку в условии не указано явно, как соединены резисторы, обычно предполагается, что резисторы соединены параллельно или последовательно. В этой задаче наиболее распространенно — параллельное соединение, потому что тогда каждое сопротивление получает полное напряжение источника, и теплота, выделяемая каждым резистором, зависит только от тока через него и времени.
Шаг 2. Анализ ситуации при параллельном соединении
При параллельном соединении:
- Напряжение на каждом resistorR одинаковое: \(U\).
- Ток через каждый резистор зависит от сопротивления: \(I_i = \frac{U}{R}\).
- Теплота, выделяемая резистором в течение времени \(t\):
\[ Q_i = I_i^2 R \cdot t \quad \text{или} \quad Q_i = \frac{U^2}{R^2} R t = \frac{U^2}{R} t \]
Так как все резисторы одинаковые, то:
\[ Q_i = \frac{U^2}{R} t \]
Шаг 3. Теплота, выделяемая каждым резистором и в целом
- Для второго резистора, где выделилась теплота \(Q_2 = 10 \text{ Дж}\):
\[ Q_2 = \frac{U^2}{R} t = 10 \text{ Дж} \]
- Аналогично, каждый из трех резисторов выделяет за тот же промежуток времени \(t\):
\[ Q_1 = Q_2 = Q_3 = 10 \text{ Дж} \]
- Общее количество теплоты, выделяемое всеми тремя резисторами:
\[ Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 3 \times 10 = 30 \text{ Дж} \]
Итог:
Ответ: Общее количество теплоты, выделенное нагревателем за тот же промежуток времени, равно:
\[ \boxed{Q = 30 \text{ Дж}} \]
Если есть какие-то уточнения по схеме соединения или другим параметрам, уточните, я дополнительно объясню!
