fizyka.org  ::  mamy 21 lat!

Fizyka
Fizyka
 
Strona główna > Zadania z fizyki > Prąd elektryczny I > Zadanie 19
Prąd elektryczny I - Zadanie 19

Treść:
Na końcach drutu oporowego panuje napięcie 3V. Jak należy zmienić pole przekroju poprzecznego drutu, aby po zmianie napięcia na 15V ilość ciepła wydzielającego się w drucie w jednostce czasu nie uległa zmianie (przy niezmienionej długości drutu)?

Dane:
U1 = 3 V
U2 = 15 V
Q = const
l = const (długość drutu)
t = const


Szukane:
S1 / S2 = ?

Wzory:
1. Opór elektryczny

2. Praca prądu (ciepło):


Rozwiązanie:
Zmieniając przekrój poprzeczny drutu, zmienimy jego opór R zgodnie ze wzorem:

gdzie:
l - długość drutu (const),
S - pole przekroju poprzecznego drutu,
ρ - opór właściwy (też const, bo ta wielkość charakteryzuje materiał, z którego wykonany jest drut).

Spróbujmy jeszcze wyrazić ciepło (pracę) prądu stałego przepływającego przez nasz drut. Korzystając z prawa Ohma, możemy je wyrazić na trzy równoważne sposoby:


Nam najbardziej przyda się wzór, w którym jest natężenie U oraz opór R, czyli

Korzystając z naszych rozważań o oporze, wzór na ciepło przyjmie postać:

Przed zmniejszeniem przekroju poprzecznego, gdy panowało napięcie U1 mieliśmy sytuację (korzystamy od razu z tego, że W, t, l, ρ = const):

Po zwiększeniu napięcia:

Przyrównujemy oba wzory...

...upraszczamy co się da i otrzymujemy zależność:

Aby ilość ciepła w jednostce czasu nie uległa zmianie, należy zmniejszyć przekrój poprzeczny drutu 25 razy.

Jamnik

« powrót do listy zadań
Znalazłeś błąd w materiale? Skontaktuj się z nami, przysyłając adres strony, na której znajduje się błąd i informację o tym, czego dotyczy błąd.

 
 Teoria
Wyprowadzenia wzorów
Zadania fizyczne
Doświadczenia fizyczne
Tablice fizyczne
Biografie fizyków
FORUM
Oferty pracy
 
 Prąd elektryczny I
 
 I Zasada dynamiki Newtona [0]
Potencjał spoczynkowy [0]
zadannie [0]
wykres energii potencjalnej w czasie [0]
Zadanie z elektrotechniki - rezystory [1]
 
 
© 2003-2024 Fizyka Jamnika. Online: 13
Wszystkie artykuły i publikacje znajdujące się w portalu Fizyka Jamnika są chronione prawem autorskim.
Kopiowanie, publikowanie i rozpowszechnianie materiałów bez naszej zgody jest zabronione.
Obsługa informatyczna