Какая сила тока протекает через обмотку нагревателя при напряжении в сети 220 В, если в электрокипятильнике емкостью

Kosmos

70

Для решения данной задачи нам понадобится использовать электрическую мощность и закон сохранения энергии.

1. Начнем с определения электрической мощности P. Формула для расчета мощности выглядит следующим образом:

\[ P = \frac{U^2}{R} \],

где U - напряжение, R - сопротивление.

2. Зная напряжение в сети 220 В, нам необходимо определить сопротивление R. В данной задаче сопротивление обмотки нагревателя не указано непосредственно, поэтому воспользуемся формулой:

\[ P = \frac{U^2}{R} \Rightarrow R = \frac{U^2}{P} \],

где U - напряжение, P - мощность.

3. Теперь, чтобы определить мощность, нам понадобится использовать энергию:

\[ E = mC\Delta T \],

где E - энергия, m - масса вещества, C - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.

4. В задаче указано, что вода в электрокипятильнике емкостью 5 л нагревается от 10°С до 100°С за 20 минут. Поэтому:

- массу вещества m можно определить, зная плотность воды и ее объем:

\[ m = \rho V \],

где \(\rho\) - плотность, V - объем.

- удельную теплоемкость C можно найти в таблицах для воды.

- изменение температуры \(\Delta T\) равно разности конечной и начальной температур.

5. Теперь, зная энергию и время нагрева, мы можем определить мощность:

\[ P = \frac{E}{t} \],

где t - время.

6. Вычисляем сопротивление R с помощью формулы, указанной в пункте 2, зная напряжение и мощность.

7. Определяем силу тока I через обмотку нагревателя, используя закон Ома:

\[ I = \frac{U}{R} \],

где U - напряжение, R - сопротивление.

Теперь, если вы проведете все необходимые вычисления, получите окончательный ответ на задачу, который будет понятен школьнику.