Присоединиться

Физика·Электричество·8–10 класс

Нихромовая спираль длиной 8 м и сечением 0,4 мм²: найти сопротивление, ток и мощность при 220 В

Условие

Нагревательный элемент электрической духовки намотан из нихромовой проволоки длиной 8 м с площадью поперечного сечения 0,4 мм². Удельное сопротивление нихрома равно 1,1 Ом·мм²/м. Найдите сопротивление спирали, силу тока в ней при включении в сеть напряжением 220 В и мощность нагревателя.

Ответ

R=22R = 22 Ом, I=10I = 10 А, P=2,2P = 2{,}2 кВт

Решение по шагам

  1. Шаг 1. Формула сопротивления проводника

    Сопротивление проволоки зависит от материала, длины и толщины:

    R=ρlSR = \rho \frac{l}{S}

    Чем длиннее проволока — тем больше сопротивление (множитель ll в числителе), чем толще — тем меньше (площадь SS в знаменателе).

    Дано: l=8l = 8 м, S=0,4S = 0{,}4 мм², ρ=1,1\rho = 1{,}1 Ом·мм²/м, U=220U = 220 В.

  2. Шаг 2. Согласуем единицы измерения

    Удельное сопротивление в таблицах дают в двух видах, и их нельзя смешивать:

    • ρ=1,1\rho = 1{,}1 Ом·мм²/м — тогда длину берём в метрах, а площадь в мм²;
    • ρ=1,1106\rho = 1{,}1 \cdot 10^{-6} Ом·м — тогда длина в метрах, а площадь в м² (0,4 мм2=0,4106 м20{,}4 \text{ мм}^2 = 0{,}4 \cdot 10^{-6} \text{ м}^2).

    Оба пути дают одинаковый ответ. Здесь удобнее первый: переводить ничего не нужно.

    План дальше: сначала RR, потом ток по закону Ома, потом мощность.

Осталось ещё 3 шага — откроются после входа:

  • Шаг 3. Считаем сопротивление
  • Шаг 4. Сила тока в спирали
  • Шаг 5. Мощность и проверка
Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Частые ошибки

  • Смешать единицы: подставить ρ=1,1106\rho = 1{,}1 \cdot 10^{-6} Ом·м вместе с площадью 0,4 мм² — ответ занизится в миллион раз.

  • Перепутать местами ll и SS: длина стоит в числителе, площадь — в знаменателе.

  • Принять 0,4 мм за диаметр и считать площадь: в условии дана именно площадь сечения, ничего возводить в квадрат не нужно.

  • Забыть, что 8 м — это длина размотанной проволоки, а не длина намотанной спирали; на расчёт сопротивления влияет полная длина провода.

Другие задачи по теме «Электричество»