Question

Определить напряженность поля в медном проводе, если плотность тока в нем 5 А/мм^2

Answer 1

Дано:
j=5А/мм²
из таблицы берем удельное сопротивление меди
ρ=0,018 Ом·мм²/м
Е-?
Решение:
E=U/L (1)
U=I*R (2)
R=ρ*L/S (3)
плотность тока j=I/S⇒I=j*S (4)
подставив в 1 уравнение 2,3 и 4 получим
E=j*ρ=5А/мм²*0,018 Ом·мм²/м=0.09В/м

Answer 2

Для определения напряженности поля в медном проводе, если плотность тока в нем составляет 5 А/мм^2, мы можем использовать закон Ома и формулу для определения напряжения.

Закон Ома

Закон Ома устанавливает, что напряжение (V) в проводнике прямо пропорционально плотности тока (I) и сопротивлению (R) проводника. Математически, это может быть записано как:

V = I * R

где: V - напряжение (в вольтах), I - плотность тока (в амперах на единицу площади), R - сопротивление проводника (в омах).

Формула для определения напряжения

Чтобы выразить напряжение через плотность тока и сопротивление проводника, мы можем переписать формулу Ома следующим образом:

V = I * R

У нас уже дана плотность тока, которая составляет 5 А/мм^2. Однако, чтобы использовать эту формулу, нам также нужно знать сопротивление проводника.

Рассчет сопротивления проводника

Сопротивление проводника может быть рассчитано с использованием формулы:

R = ρ * (L / A)

где: R - сопротивление проводника (в омах), ρ - удельное сопротивление материала проводника (в омах * метр), L - длина проводника (в метрах), A - площадь поперечного сечения проводника (в квадратных метрах).

Удельное сопротивление меди

Удельное сопротивление материала проводника зависит от его химического состава и температуры. Для меди при комнатной температуре (около 20 градусов Цельсия) удельное сопротивление составляет около 1,68 * 10^-8 Ом * метр.

Расчет напряженности поля

Теперь, имея все необходимые значения, мы можем рассчитать напряженность поля в медном проводе. Для этого:

1. Рассчитаем сопротивление проводника, используя формулу R = ρ * (L / A). Для примера, предположим, что длина проводника равна 1 метру, а площадь поперечного сечения равна 1 мм^2.

R = (1,68 * 10^-8 Ом * метр) * (1 метр / (1 мм^2 * 10^-6 м^2 / 1 мм^2)) R = 1,68 * 10^-2 Ом

2. Подставим значение плотности тока (5 А/мм^2) и сопротивления проводника (1,68 * 10^-2 Ом) в формулу V = I * R.

V = (5 А/мм^2) * (1,68 * 10^-2 Ом) V = 8,4 * 10^-2 Вольт

Таким образом, напряженность поля в медном проводе с плотностью тока 5 А/мм^2 составляет 8,4 * 10^-2 Вольт.