Question

За некоторое время tt через медный проводник прошёл заряд в 30\ Кл30 Кл. Известно, что к проводнику приложено напряжение в 10\ В10 В, длина проводника равна 150\ см150 см, а площадь поперечного сечения — 22  мм^2мм2. Чему равно время tt?​

Answer 1

Ответ:

Время  t = 0,038 с

Объяснение:

ДАНО:

удельное сопротивление меди ρ = 0,017 Ом · мм²/м

q = 30 Кл

U = 10 В

l = 150 см = 1,5 м

S = 2 мм²

t - ?

РЕШЕНИЕ:

Запишем известные формулы для силы тока.

Если известен электрический заряд, прошедший через проводник за определенное время, то не трудно найти величину этого заряда прошедшего за единицу времени, то есть

$\displaystyle I=\frac{q}{t}$

Закон Ома: Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

$\displaystyle I =\frac{U}{R}$

Сопротивление проводника рассчитывается по формуле:

$\displaystyle R =\frac{\rho l}{S}$,

где ρ - удельное сопротивление проводника, l - длина проводника, S - площадь сечения проводника.

Подставим электрическое сопротивление в закон Ома

$\displaystyle I =\frac{US}{\rho l}$

Приравняем выше полученные формулы между собой:

$\displaystyle \frac{q}{t}=\frac{US}{\rho l}$

Выразим из равенства t :

$\displaystyle t=\frac{\rho lq}{US}$

$\displaystyle t= \frac{0,017*1,5*30}{10*2 } =\frac{0,765}{2} =0,038$ (с)

Answer 2

Для решения данной задачи нам понадобится уравнение для определения времени, которое требуется для прохождения заряда через проводник:

Q = I * t

где Q - заряд, I - сила тока, t - время.

Известно, что заряд равен 30 Кл и напряжение равно 10 В. Так как напряжение определяется как отношение работы по перемещению заряда к величине заряда, то мы можем использовать следующую формулу:

U = W / Q

где U - напряжение, W - работа, Q - заряд.

Работа можно выразить как произведение напряжения на перемещение заряда:

W = U * Q = (10 В) * (30 Кл) = 300 Дж.

Мы также можем определить силу тока, используя формулу:

I = Q / t

Таким образом, мы можем переписать уравнение для определения времени следующим образом:

t = Q / I = Q / (U / R)

где R - сопротивление проводника.

Сопротивление проводника можно выразить через его длину и площадь поперечного сечения:

R = (ρ * L) / A

где ρ - удельное сопротивление материала проводника, L - длина проводника, A - площадь поперечного сечения.

Таким образом, подставляя значения, мы можем решить уравнение:

t = (30 Кл) / ((10 В) / (((ρ * 150 см) / 22 мм^2)))

Для решения задачи нам также понадобится удельное сопротивление материала проводника. Предположим, что это медь, тогда удельное сопротивление меди составляет около 1,7*10^-8 Ом*м.

Подставляя все значения, получаем:

t = (30 Кл) / ((10 В) / (((1,7*10^-8 Ом*м) * 1,5 м) / (22 * 10^-6 м^2)))

Вычисляя данное выражение, получаем значение времени t.