Работает ли электрическая печь на полную мощность, если ее нагреватель, сделанный из нихромовой проволоки, имеет площадь поперечного сечения 2 мм в квадрате, длину 100 м и потребляет ток силой 40 А?
Ответ:
Напряжение можно рассчитать, используя закон Ома: V = I * R, где V — напряжение, I — сила тока, R — сопротивление.
Для расчета сопротивления нагревателя используем формулу R = ρ * (L / A), где R — сопротивление, ρ — удельное сопротивление нихромовой проволоки, L — длина нагревателя, A — площадь поперечного сечения проволоки.
Удельное сопротивление нихромовой проволоки можно найти в таблице значений материалов. В данном случае, для нихрома значение составляет примерно 1.1 * 10^(-6) Ом * мм^2/м.
Подставляем значения в формулы:
Удельное сопротивление проволоки: ρ = 1.1 * 10^(-6) Ом * мм^2/м
Площадь поперечного сечения проволоки: A = 2 мм^2 = 2 * 10^(-3) м^2
Длина нагревателя: L = 100 м
Сила тока: I = 40 A
Сначала рассчитаем сопротивление нагревателя:
R = ρ * (L / A)
R = (1.1 * 10^(-6) Ом * мм^2/м) * (100 м / 2 * 10^(-3) м^2)
R = 55 Ом * мм^2/м
Затем, рассчитаем напряжение:
V = I * R
V = 40 A * 55 Ом * мм^2/м
V = 2200 В * мм^2/м
Результатом является напряжение в милливольтах на единицу длины проволоки.
Теперь, чтобы рассчитать мощность, умножим напряжение на силу тока:
P = I * V
P = 40 A * 2200 В * мм^2/м
P = 88000 В * мм^2/м * А
Результатом является мощность в ваттах на единицу длины проволоки.
Таким образом, электрическая печь работает на полную мощность, если ее нагреватель потребляет ток силой 40 А.