Question

Определить плотность электрического тока в железном проводнике, если тепловая энергия, выделяемая в единице объема за секунду, равна 9,8 · 10^4 Дж/(м^3 · с)

Answer 1

Тепловая мощность, выделяемая в проводнике, равна "квадрату тока, умноженному на сопротивление этого проводника". Для простоты рассмотрим участок проводника длиною один метр. А поперечное сечение проводника предположим равным 1 метр квадратный (практически нереально, но мы всё равно ищем УДЕЛЬНУЮ мощность, т. е. деленную на объём, поэтому на результат не повлияет) . 
Итак, сопротивление этого участка будет равно 17 нОм (17*10 в минус 9 степени) , а ток через него будет 100000 А. Возводим в квадрат, умножаем, получаем 170 Вт/куб. метр

Answer 2

Блин вот зачем это материал за второй класс

Answer 3

Для определения плотности электрического тока в железном проводнике можно воспользоваться законом сохранения энергии и формулой для тепловой энергии, выделяемой в проводнике при прохождении тока.

Тепловая энергия, выделяемая в проводнике, связана с электрическим током следующим образом:

\[ Q = I^2 R t, \]

где: - \( Q \) - тепловая энергия, - \( I \) - сила тока, - \( R \) - сопротивление проводника, - \( t \) - время.

С другой стороны, тепловая энергия также может быть выражена через плотность тока и объем проводника:

\[ Q = I^2 R t = \rho J^2 V t, \]

где: - \( \rho \) - удельное сопротивление проводника, - \( J \) - плотность тока, - \( V \) - объем проводника.

Таким образом, у нас есть связь между плотностью тока и тепловой энергией:

\[ J^2 = \frac{Q}{\rho V t}. \]

В данном случае тепловая энергия \( Q \) равна 9,8 · 10^4 Дж/(м^3 · с), что можно подставить в уравнение вместе с другими известными величинами.

Теперь, если у нас есть какие-то дополнительные данные о проводнике, например, его объеме \( V \) и удельном сопротивлении \( \rho \), мы можем использовать это уравнение для определения плотности тока \( J \). Если нет дополнительных данных, задача остается нерешенной.