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

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*500 м/140 мм²=0,028 Ом*мм²/м * 500 м/140 мм²=0,1 Ом

R₁ = 0,1 Ом каждый провод

P=I²R₂

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

При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Значит R=R₁+R₂+R₁ = 0,1 Ом+0.45 ОМ + 0,1 Ом=0,65 Ом

U₀ на источнике можно считать U₀=IR=100A * 0,65 Ом=65 В

U₁ на нагревателе можно считать U₁=P/I = 4500 Вт/100A=45 В

За единицу времени t=1 с на нагревателе энергия будет равна Q = P*t = 4500 Вт*с=4,5 кДж

За единицу времени t=1 с на проводах Q=I² ⋅R⋅t = I²⋅ 2R₁⋅t = 20000*0.1*1=2000 Дж=2 кДж