Измерения с… — Задание 10 Физика 8 Класс №00050322

Напряжение в розетке не бывает идеально ровным. Сначала посчитаем нагреватель при норме, а потом узнаем, как гуляет его теплота, когда сеть гуляет на три процента.

Вопрос 1. Знаем напряжение и сопротивление. По закону Ома ток равен $I=\dfrac{U}{R}$, а мощность равна $P=UI$. Вместе это даёт:

$$P=\dfrac{U^2}{R}=\dfrac{220^2}{20}=\dfrac{48\,400}{20}=2420\text{ Вт}$$

Вопрос 2. По закону Джоуля – Ленца вся работа тока идёт в теплоту:

$$Q=P\tau=2420\cdot500=1\,210\,000\text{ Дж}$$

Вопрос 3. Три процента от $220$ В — это $6{,}6$ В. Значит, напряжение бывает от $213{,}4$ В до $226{,}6$ В. В формуле напряжение стоит в квадрате, поэтому считаем каждый край заново. Нижний:

$$Q_{\min}=\dfrac{213{,}4^2}{20}\cdot500\approx1\,138\,500\text{ Дж}$$

Верхний:

$$Q_{\max}=\dfrac{226{,}6^2}{20}\cdot500\approx1\,283\,700\text{ Дж}$$

То есть от $1138{,}5$ до $1283{,}7$ кДж.

Проверим себя через проценты: $1{,}03^2\approx1{,}061$ и $0{,}97^2\approx0{,}941$. Умножаем на $1210$ кДж: примерно $1283{,}7$ и $1138{,}5$ кДж. Теплота гуляет примерно на $6\%$, вдвое сильнее напряжения.