Question

Нагреватель мощностью Р= 4,5*10^3 Вт соединен с сетью постоянного напряжения 2 алюминивыми проводами каждый длиной 500 м площадь поперечного сечения проводов 140 мм^2 сила тока в цепи 100 А. Найдите напряжение U0 на источнике и U1 на нагревателее. Где выделяется больше теплоты в нагревателем или проводах? Во сколько раз? Удельное сопротивление алюминия 2,8*10^-8 Ом*м

Answer 1

R=l*p/S где R сопротивление, l длина провода S площадь сечения и p
Удельное сопротивление алюминия

R₁=2,8*10^-8 Ом*м*500м/140мм²=0,028Ом*мм²/м*500м/140мм²=0,1 Ом 
R₁=0,1 Ом  каждый провод

P=I²R₂
R₂=P/I²=4,5*10³ Вт/(100А)²=4500Вт/10000A²=0,45 Ом сопротивление нагревателя

При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.
Значит R=R₁+R₂+R₁=0,1Ом+0.45ОМ+0,1Ом=0,65 Ом

U₀ на источнике можно считать U₀=IR=100A*0,65Ом=65В
U₁ на нагревателе можно считать U₁=P/I=4500Вт/100A=45В

За единицу времени t=1с на нагревателе энергия будет равна Q = P*t=4500Вт*с=4,5кДж
За единицу времени t=1с на проводах Q=I²⋅R⋅t=I²⋅2R₁⋅t=20000*0.1*1=2000Дж=2кДж