Задачи для самостоятельного решения. 401. Лампочка и реостат соединены последовательно и присоединены к источнику тока

401. Лампочка и реостат соединены последовательно и присоединены к источнику тока. Напряжение на зажимах лампочки 40 В, сопротивление реостата 10 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 120 Вт. Найти силу тока в цепи.

402. ЭДС батареи 12 В, сила тока короткого замыкания 5 А. Какую наибольшую мощность может дать батарея во внешней цепи?

403. ЭДС батареи 20 В. Сопротивление внешней цепи 2 Ом, сила тока 4 А. Определить КПД батареи. При каком значении внешнего сопротивления КПД будет 99 %?

404. Требуется изготовить нагревательную спираль для электрической плитки мощностью 0,50 кВт, предназначенной для включения в цепь напряжением 220 В. Сколько (в метрах) нужно взять для этого нихромовой проволоки диаметром

0,40 мм? Удельное сопротивление нихрома в нагретом состоянии 1,05·10^-6 Ом·м.

405. К зажимам батареи аккумуляторов присоединен нагреватель. ЭДС батареи 24 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. Нагреватель, включенный в цепь, потребляет мощность 80 Вт. Вычислить силу тока в цепи и КПД нагревателя.

406. Обмотка электрического кипятильника имеет две секции. Если включена только первая секция, то вода закипает через 15 мин, а если только вторая, то через 30 мин. Через сколько минут закипит вода, если обе секции включить:

а) последовательно, б)последовательно?

407. Ток в проводнике сопротивлением 100 Ом равномерно нарастает от нуля до 10 А в течение 30 с. Найти количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике.

408. Ток в проводнике сопротивлением 12 Ом равномерно убывает от 5 А до нуля в течение 10 с. Найти количество теплоты, выделенное в этом проводнике за указанный промежуток времени.

409. По проводнику сопротивлением 3 Ом течет равномерно нарастающий ток. Количество теплоты, выделившееся в проводнике за 8 с, равно 200 Дж. Определить количество электричества, протекшее за это время по проводнику. В начальный момент времени ток в проводнике был равен нулю.

410. Ток в проводнике сопротивлением 15 Ом равномерно возрастает от нуля до некоторого максимума в течение 3 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты 10 кДж. Найти среднее значение силы тока в проводнике за этот промежуток времени.

411. Ток в проводнике равномерно увеличивается от нуля до некоторого максимального значения в течение 10 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты 1 кДж. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если сопротивление его 3 Ом.

412. Генератор с напряжением на зажимах 220 В передает во внешнюю цепь мощность 11кВт. Какого минимального сечения должны быть медные провода линии передачи длиной 50 м, чтобы потеря напряжения в них не превышала 2 % от указанного напряжения?

413. Мощность тока у потребителя 10 кВт при напряжении 400 В. Определить падение напряжения в медных проводах линии электропередачи, если их сечение

26 мм² , а расстояние он генератора до потребителя 500 м.

414. В сеть с напряжением 220 В параллельно включены пять электродвигателей электрической мощностью 1,5 кВт каждый. Длина подводящих медных проводов 250 м, а их сечение 25 мм². Определить ток в цепи, напряжение на зажимах генератора и потерю мощности в подводящих проводах.

415. Источник электрической энергии с ЭДС 1,6 В и внутренним сопротивлением 0,8 Ом замыкается проводником. Определить силу тока и сопротивление проводника, если мощность тока во внешней цепи 0,6 Вт.

416. При внешнем сопротивлении 8 Ом сила тока в цепи 0,8 А, при сопротивлении 15 Ом сила тока 0,5 А. Определить силу тока_. короткого замыкания.

417. Имеются 24 одинаковых источника тока с ЭДС 1 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом. Эти источники соединены так, что образуют батарею из n последовательных секций, каждая из которых состоит из соединенных параллельно источников. К батарее подключен прибор, обладающий сопротивлением 0,3 Ом. При каком n мощность , отбираемая прибором, будет максимальной? Чему равно максимальное значение мощности?

418. Какую максимальную полезную мощность может выделить аккумулятор с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 1 Ом? Каково при этом сопротивление внешней цепи и КПД аккумулятора?

419. От батареи с ЭДС 500 В требуется передать энергию на расстояние 2,5 км. Потребляемая мощность 10 кВт. Найти минимальные потери мощности (в процентах) в сети, если диаметр медных подводящих проводов 1,5 см.

420. Батарея с ЭДС 240 В и внутренним сопротивлением 1 Ом замкнута на внешнем сопротивлении 23 Ом. Найти полную мощность, полезную мощность и КДП батареи.

421. Найти внутреннее сопротивление генератора, если известно, что мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова при внешних сопротивлениях 5 и

0,2 Ом. Найти КПД генератора в каждом из этих случаев.

422. Элемент замыкают сначала на внешнее сопротивление 2 Ом, а затем на внешнее сопротивление 0,5 Ом. Найти ЭДС элемента и внутреннее сопротивление, если известно, что в каждом из этих случаев мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова и равна 2,5 Вт.

423. Три лампы сопротивлением 240 Ом каждая соединены параллельно и включены в сеть с напряжением 120 В. Определить мощность, потребляемую всеми лампами, общий ток и энергию, израсходованную за 8 ч горения ламп.

424. Электродвигатель, сопротивление обмотки которого 0,40 Ом, работает от сети с напряжением 300 В при токе 50 А. Определить энергию, израсходованную за 5 ч, механическую работу и потери на нагревание обмотки.

425. Лампа мощностью 500 В рассчитана на напряжение 110 В. Определить сопротивление лампы в рабочем состоянии. Определить дополнительное сопротивление, требуемое для включения ее в сеть с напряжением 127 В.

426. Дуговая лампа включена последовательно с сопротивлением 7,3 Ом в сеть с напряжением 110 В. Потребляемая лампой мощность составляет 410 Вт. Определить ток в лампе и ее сопротивление в рабочем состоянии.

427. Определить стоимость израсходованной энергии за 22 рабочих дня при восьмичасовой продолжительности рабочего дня, если в мастерской работают 4 электродвигателя мощностью 5,0 л.с. каждый. Тариф 4 коп. за 1 кВт×ч

(1л.с. = 750 Вт).

428. Определить общую силу тока в шести электродвигателях, установленных на электровозе, если напряжение на линии 3 кВ, механическая мощность каждого двигателя 350 кВт и КПД 92 %.

429. Две лампы накаливания мощностью 100 и 80 Вт рассчитаны на напряжение 120 В. Какую мощность будет потреблять каждая лампа, если их включить в сеть не параллельно, а последовательно? Какая лампа будет гореть ярче? Как распределится напряжение между лампами?

430. Напряжение на зажимах генератора 132 В, а у потребителя 127 В. Определить падение напряжения в магистральных проводах и их сопротивление, если мощность у потребителя 5,0 кВт.

431. Электрический подогреватель воды для аквариума, присоединенный к источнику электрической энергии с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 3,2 Ом, потребляет мощность 10 Вт. Определить ток в цепи и КПД установки.

432. Генератор с напряжением на зажимах 220 В передает во внешнюю цепь мощность 11 кВт. Какого минимального сечения должны быть медные провода линии передачи длиной 50 м, чтобы потеря напряжения в них не превышала 2 % от указанного напряжения?

433. Сопротивление одной электрической лампочки в рабочем состоянии 420 Ом. Какое количество ламп включено параллельно в цепь, если при напряжении 127 В мощность, потребляемая лампами, равна 1,52 кВт? Сопротивление соединительных проводов не учитывать.

434. Мощность тока у потребителя 10 кВт при напряжении 400 В. Определить падение напряжения в подводящих медных проводах, если их сечение 26 мм², а расстояние от генератора до потребителя 500 м.

435. Электровоз движется с постоянной скоростью 43,2 км/ч, развивая при этом среднюю силу тяги 43,7 кН. Определить ток в двигателе электровоза, если напряжение на коллекторе двигателя 1500 В, а КПД двигателя 92 %.

436. От генератора с напряжением 20 000 В требуется передать потребителю мощность 100 кВт на расстояние 2,5 км. Определить минимальное сечение медных проводов, если потери напряжения в линии не должны превышать 2 %.

437. В сеть с напряжением 220 В параллельно включены пять электродвигателей электрической мощностью 1,5 кВт каждый. Длина подводящих к сети медных проводов 250 м, а их сечение 25 мм² . Определить ток в цепи, напряжение на зажимах генератора и потерю мощности в подводящих проводах.

438. Электродвигатели трамвайных вагонов работают при токе 112 А и напряжении 550 В. С какой скоростью движется трамвай, если двигатели создают силу тяги 3600 Н, а их КПД 70 %?

439. Скоростной лифт, сила тяжести которого 15,7 кН, поднимается со скоростью 1,0 м/с. Какую мощность потребляет электрический двигатель, приводящий в движение лифт? Определить силу тока, если напряжение в сети 220 В, а КПД двигателя 92 %.

440. Тяговый электродвигатель подъемного крана работает от сети с напряжением 220 В при токе 10 А и за 1 ч 20 мин поднимает на высоту 30 м груз массой 26 т. Определить мощность тока, потерю мощности и КПД установки.

441. Какое максимальное тяговое усилие развивает дизельный электротрактор при скорости передвижения 2,0 км/ч, если его тяговый электродвигатель с КПД

72 % работает при токе 360 А и напряжении 470 В?

442. Как изменится количество выделяемого тепла, если сопротивление спирали уменьшить в 2 раза, а ток в 2 раза увеличить?

443. Какое количество тепла выделилось в реостате с сопротивлением 6,0 Ом, если за 5,0 мин через него прошло 600 Кл электричества?

444. Для нагревания 2,0 л воды от 19 °С до температуры кипения израсходовано 0,225 кВт×ч энергии. Каков КПД нагревателя? Определить сопротивление нагревательного элемента кипятильника, если напряжение в сети 120 В и нагревание продолжалось 18 мин.

445. Электрический кипятильник мощностью 1,0 кВт, работающий от сети с напряжением 220 В, за 12 мин нагревает 1,5 л воды на 88 °С . Найти КПД нагревателя.

446. В электрической печи необходимо за 10 мин довести до кипения и полностью испарить 1 л воды с начальной температурой 20 °С. Какой длины нихромовый проводник нужно использовать в нагревательном элементе печи, если его сечение 0,5 мм² ? Печь рассчитана на напряжение 120 В и имеет КПД 80 %.

447. Из никелиновой проволоки длиной 6 м изготовлен нагреватель, который при токе 5,0 А за 14 мин нагревает 1,5 л воды на 84 °С. Определить диаметр никелиновой проволоки. Потерями энергии пренебречь.

448. Определить сопротивление нагревательного элемента электрического чайника, в котором 1,8 л воды с начальной температурой 10 °С нагревают до 100 °С за 22,5 мин. Электрический чайник работает от сети с напряжением 120 В и имеет КПД 80 %. Чему равен ток в нагревательном элементе?

449. Сколько льда при температуре –10 °С можно растопить за 10 мин на электрической плитке, работающей от сети с напряжением 220 В при токе 3,0 А, если общий КПД установки 80 %?

450. В калориметр с 300 г спирта погружена спираль сопротивлением 5,7 Ом, подключенная к батарее из трех последовательно соединенных аккумуляторов с ЭДС по 2 В и внутренним сопротивлением 0,1 Ом каждый. Какова удельная теплоемкость спирта, если за 3 мин он нагрелся на 1,4 К?

451. Сколько витков никелиновой проволоки надо навить на фарфоровый цилиндр диаметром 1,5 см, чтобы изготовить электрический нагреватель, который за 10 мин может нагреть 120 г воды от 10 до 100 °С? Диаметр проволоки 0,20 мм, напряжение в сети 110 В, общие потери энергии 40 %.

452. Батарея состоит из пяти последовательно соединенных элементов с ЭДС по 1,5 В и внутренним сопротивлением по 0,3 Ом. При какой силе тока мощность, отдаваемая во внешнюю цепь, будет наибольшей?

453. Элемент один раз замыкают сопротивлением 0,64 Ом, а другой – сопротивлением 2,25 Ом. В обоих случаях мощность тока в проводниках оказалась одинаковой. Каково внутреннее сопротивление элемента?

454. Источник с ЭДС 1,6 В и внутренним сопротивлением 0,8 Ом замыкают проводником. Определить силу тока и сопротивление проводника, если мощность тока во внешней цепи 0,6 Вт.

455. Источник тока при коротком замыкании дает ток 1,5 А. Если его замкнуть на внешнее сопротивление 4 Ом, то мощность тока во внешней цепи будет равна 1 Вт. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.

456. Электрическая печь мощностью 2,15 кВт включена в сеть с напряжением 220 В. Сопротивление подводящих проводов 0,5 Ом. Определить сопротивление печи и длину медного провода диаметром 2 мм, пошедшего на ее изготовление.

457. Насколько нагреется алюминиевый провод сечением 18 мм² при пропускании по нему тока 3 А в течение 20 с? Считать, что вся выделенная энергия идет на нагревание провода.

458. Насколько повысится температура медных проводов сечением 3 мм² , когда расплавится свинцовый предохранитель с поперечным сечением 1 мм² ? Начальная температура свинца 15 °С.