К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 40 м приложили разность потенциалов 10 В. Каким будет изменение температуры проводника DT через 15 с? Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление меди 1,7×10–8 Ом×м.)
Для расчета изменения температуры проводника воспользуемся формулой:
[\Delta U = R \cdot I \cdot \Delta T]
Где:
(\Delta U) - разность потенциалов, В
(R) - сопротивление проводника, Ом
(I) - сила тока, А
(\Delta T) - изменение температуры проводника, K
Сопротивление проводника можно выразить через удельное сопротивление и геометрические параметры проводника:
[R = \rho \cdot \frac{L}{S}]
Где:
(\rho) - удельное сопротивление материала проводника
(L) - длина проводника
(S) - площадь поперечного сечения проводника
Так как проводник цилиндрической формы, площадь поперечного сечения можно выразить как:
[S = \pi \cdot r^2]
Из условия задачи известна длина проводника ((L = 40 \, м)), разность потенциалов ((\Delta U = 10 \, В)) и время ((t = 15 \, с)).
Подставляем все известные значения в формулу и решаем ее относительно (\Delta T):
[10 = 1.7 \cdot 10^{-8} \cdot \frac{40}{\pi \cdot r^2} \cdot I \cdot 15 \cdot \Delta T]
Из данной формулы можно найти изменение температуры проводника (\Delta T).