· Ілля Добрий · ГДЗ · 3 хв. читати

38. Розрахунок опору провідника. Питомий опір речовини. Реостати - Бар'яхтар

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Чому провідник чинить опір електричному струмові?

Опір виникає через зіткнення вільних електронів з іонами кристалічної ґратки під час їх руху в електричному полі.

2. За якою формулою обчислюють опір провідника?

Опір обчислюють за формулою R=ρ⋅lSR = \rho \cdot \dfrac{l}{S}, де ρ\rho — питомий опір, ll — довжина, SS — площа перерізу.

3. Що таке питомий опір речовини?

Питомий опір — величина, що показує електричні властивості речовини та дорівнює опору провідника завдовжки 1 м з перерізом 1 м² (зазвичай 1 мм²).

4. Що таке реостат?

Реостат — прилад зі змінним опором для регулювання сили струму в колі.

5. Які типи реостатів ви знаєте?

Існують повзункові, важільні (секційні) та штепсельні реостати.

6. Опишіть будову та принцип дії повзункового реостата.

Повзунковий реостат має керамічний циліндр з намотаним ізольованим дротом високого питомого опору, металевий стрижень і повзунок. Пересування повзунка змінює довжину обмотки в колі, що змінює опір та силу струму.

ВПРАВА № 38

1. Визначте, з якої речовини виготовлений кожний провідник, якщо відомо, що їхні опори однакові (на основі рис. 1 до вправи 38).

Визначте, з якої речовини виготовлений кожний провідник, якщо відомо, що їхні опори однакові

Провідник 1 — мідь, провідник 2 — залізо, провідник 3 — свинець. При однакових опорах і перерізах за формулою R=ρ⋅lSR = \rho \cdot \dfrac{l}{S} матеріал з меншим питомим опором (мідь) має більшу довжину, а з більшим опором (свинець) — меншу.

2. Обчисліть опір мідного дроту довжиною 2 м, якщо площа його поперечного перерізу становить 6,8 мм².

Дано:

  • l=2 мl = 2 \text{ м} S=6,8 мм2S = 6{,}8 \text{ мм}^2
  • ρ=0,017Ом⋅мм2м\rho = 0{,}017 \dfrac{\text{Ом} \cdot \text{мм}^2}{\text{м}}

Знайти:

  • R−?R - ?

Розв’язання:

R=ρ⋅lSR = \rho \cdot \dfrac{l}{S}
R=0,017⋅26,8=0,0346,8=0,005 (Ом)R = 0{,}017 \cdot \dfrac{2}{6{,}8} = \dfrac{0{,}034}{6{,}8} = 0{,}005 \text{ (Ом)}

Відповідь: 0,005 Ом або 5 мОм.

3. Як зміняться опір реостата і сила струму в колі (рис. 2), якщо повзунок реостата пересунути праворуч?

При зсуві повзунка праворуч довжина робочої обмотки скорочується. Опір провідника прямо залежить від довжини, тому опір реостата зменшується, а сила струму за законом Ома зростає.

4. Накресліть схему кола, поданого на рис. 3. Як зміняться показ амперметра і яскравість світіння лампочки, якщо повзунок реостата пересунути праворуч?

Зсув повзунка праворуч зменшує опір реостата, тому сила струму в колі збільшується. Показання амперметра зростуть, лампочка світитиме яскравіше.

5. Якої довжини має бути ніхромовий дріт із площею поперечного перерізу 0,2 мм², щоб за напруги на його кінцях 4,4 В сила струму в ньому становила 0,4 А?

Дано:

  • S=0,2 мм2S = 0{,}2 \text{ мм}^2
  • U=4,4 ВU = 4{,}4 \text{ В}
  • I=0,4 АI = 0{,}4 \text{ А}
  • ρ=1,1Ом⋅мм2м\rho = 1{,}1 \dfrac{\text{Ом} \cdot \text{мм}^2}{\text{м}}

Знайти:

l−?l - ?

Розв’язання:

R=UI=4,40,4=11 ОмR = \dfrac{U}{I} = \dfrac{4{,}4}{0{,}4} = 11 \text{ Ом}

l=R⋅Sρ=11⋅0,21,1=2,21,1=2 мl = \dfrac{R \cdot S}{\rho} = \dfrac{11 \cdot 0{,}2}{1{,}1} = \dfrac{2{,}2}{1{,}1} = 2 \text{ м}

Відповідь: 2 м.

6. Дріт, що має опір 25 Ом, розрізали навпіл і половини звили. Як і в скільки разів змінився опір дроту? Поясніть свою відповідь.

Опір зменшився в 4 рази. При розрізанні довжина скорочується вдвічі (опір зменшується в 2 рази), а після звивання переріз подвоюється (опір зменшується ще в 2 рази). Підсумковий опір — 6,25 Ом.

7. Під час проходження електричного струму в алюмінієвому дроті завдовжки 100 м напруга на кінцях дроту становить 7 В. Чому дорівнює маса дроту, якщо сила струму в ньому 10 А?

Дано:

  • l=100 мl = 100 \text{ м}
  • U=7 ВU = 7 \text{ В}
  • I=10 АI = 10 \text{ А}
  • ρ=0,028Ом⋅мм2м\rho = 0{,}028 \dfrac{\text{Ом} \cdot \text{мм}^2}{\text{м}}
  • D=2700кгм3D = 2700 \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3}

Знайти:

m−?m - ?

Розв’язання:

R=UI=710=0,7 ОмR = \dfrac{U}{I} = \dfrac{7}{10} = 0{,}7 \text{ Ом}
S=ρ⋅lR=0,028⋅1000,7=4 мм2=4⋅10−6 м2S = \dfrac{\rho \cdot l}{R} = \dfrac{0{,}028 \cdot 100}{0{,}7} = 4 \text{ мм}^2 = 4 \cdot 10^{-6} \text{ м}^2
m=D⋅S⋅l=2700⋅4⋅10−6⋅100=1,08 кгm = D \cdot S \cdot l = 2700 \cdot 4 \cdot 10^{-6} \cdot 100 = 1{,}08 \text{ кг}

Відповідь: 1,08 кг.

8. За рис. 4 опишіть принцип дії штепсельного реостата.

Штепсельний реостат змінює опір через додавання або вилучення резисторів-спіралей з кола. Вставлений штепсель замикає мідні пластини, і струм йде через нього, оминаючи спіраль. Після вийняття штепселя струм проходить через спіраль з відповідним опором. Загальний опір дорівнює сумі опорів ділянок без штепселів.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

Виготовте з металевого дроту резистор, що має опір 0,2 Ом. Опишіть свої дії. Зазначте діаметр і довжину використаного дроту, метал, із якого він виготовлений.

Площа перерізу мідного дроту:

S=πd24=3,14⋅0,224=0,0314 мм2S = \dfrac{\pi d^2}{4} = \dfrac{3{,}14 \cdot 0{,}2^2}{4} = 0{,}0314 \text{ мм}^2

Довжина з формули опору:

l=R⋅Sρ=0,2⋅0,03140,017≈0,37 мl = \dfrac{R \cdot S}{\rho} = \dfrac{0{,}2 \cdot 0{,}0314}{0{,}017} \approx 0{,}37 \text{ м}

Дії: відміряв 37 см мідного дроту діаметром 0,2 мм, відрізав і намотав на ізольований каркас.

Відповідь: довжина — 37 см, діаметр — 0,2 мм, матеріал — мідь.

Поширити:

Оцініть матеріал

Натисніть на зірку для оцінки:

Коментарі

Залишити відповідь:

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься

Назад