Question

какой проводник нагреется сильнее, короткий или длинный изготовленные из одинакового материала, с одинаковой толщиной сечения. Ответ поясните, применяя законы физики.

Answer 1

Ответ:

Сопротивление проводника

прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади его поперечного сечения.

R=p×l/S

Чем больше длина проводника, при одинаковых удельном сопротивлении и площади поперечного сечения, тем сопротивление больше.

Объясненяется это тем, что свободные электроны при движении по проводнику бесчисленное количество раз встречают на своем пути атомы и другие электроны и, взаимодействуя с ними, неизбежно теряют часть своей энергии. Электроны испытывают как бы сопротивление своему движению. И чем длиннее проводник, тем больше электроны испытывают сопротивление.

чем больше сопротивление проводника, тем больше тепла выделяется при прохождении электрического тока по проводнику, то есть количество теплоты, которое выделяется в проводнике при прохождении по нему электрического тока, прямо пропорционально сопротивлению проводника;

Q=I2 × RT=i2* (p×L/S) T= (I2 × pLT) /S

Тоесть количество тепла больше выделит длинный проводник, но быстрее нагреется короткий.

Answer 2

Отличный вопрос! Давай разберемся. Сначала, важно понять, что при протекании тока через проводник, часть энергии трансформируется в тепло из-за сопротивления материала проводника. Это описывается законом Джоуля-Ленца, который гласит, что мощность тепловыделения (Q) в проводнике пропорциональна силе тока (I), квадрату напряжения (U), и времени (t): \(Q = I^2Rt\), где \(R\) - сопротивление проводника. Теперь, если у нас есть два проводника из одного материала, с одинаковой толщиной сечения, но разной длиной, то их сопротивления будут различными. Сопротивление проводника пропорционально его длине и обратно пропорционально его площади сечения (по формуле \(R = \rho \frac{L}{A}\), где \(\rho\) - удельное сопротивление материала, \(L\) - длина, \(A\) - площадь сечения). Таким образом, длинный проводник будет иметь большее сопротивление, чем короткий проводник из того же материала. С учетом закона Джоуля-Ленца, большее сопротивление приведет к большему выделению тепла в длинном проводнике по сравнению с коротким проводником при одинаковом токе. Итак, чтобы ответить на твой вопрос, короткий проводник из одинакового материала, с одинаковой толщиной сечения, нагреется сильнее, чем длинный проводник, при протекании одинакового тока через оба проводника.