Сила тока в проводнике сопротивлением 1,8 кОм изменяется во времени по закону i = 0,01t – 0,0001t^2, где i – выражено в амперах, а t – в секундах. Найти: 1) закон изменения на проводнике времени; 2) заряд, прошедший через проводник за промежуток времени от t1= 1 мин до t 2 = 6,8 мин; 3) количество теплоты, выделившееся в проводнике за этот промежуток времени.
1) Для нахождения закона изменения времени на проводнике необходимо найти производную от исходного выражения по времени: i = 0,01t – 0,0001t^2 di/dt = 0,01 - 0,0002t
Таким образом, закон изменения времени на проводнике будет равен: t = 0,01t - 0,0001t^2
2) Чтобы найти заряд, прошедший через проводник за промежуток времени от t1= 1 мин до t 2 = 6,8 мин, нужно вычислить определенный интеграл от i по времени от t1 до t2: Q = ∫t1,t2t1, t2t1,t2 i dt Q = ∫1,6.81, 6.81,6.80.01t−0.0001t20.01t - 0.0001t^20.01t−0.0001t2 dt Q = 0.005t2−0.0000333t30.005t^2 - 0.0000333t^30.005t2−0.0000333t3 от 1 до 6.8 Q = 0.005<em>6.82−0.0000333</em>6.830.005 <em> 6.8^2 - 0.0000333 </em> 6.8^30.005<em>6.82−0.0000333</em>6.83 - 0.005<em>12−0.0000333</em>130.005 <em> 1^2 - 0.0000333 </em> 1^30.005<em>12−0.0000333</em>13
Q = 0.9184 - 0.004669 = 0.913731 Кл
Значит, через проводник протекло 0.913731 Кл заряда за указанный промежуток времени.
3) Количество теплоты, выделившееся в проводнике за этот промежуток времени, связано с потерями мощности в проводнике и можно найти по формуле: P = Ri^2 где R - сопротивление проводника.
Чтобы найти потери теплоты за промежуток времени, нужно вычислить определенный интеграл от мощности по времени от t1 до t2: Q = ∫t1,t2t1, t2t1,t2 Ri^2 dt Q = ∫1,6.81, 6.81,6.8 1.8 * 0.01t−0.0001t20.01t - 0.0001t^20.01t−0.0001t2^2 dt
Подставляем i = 0.01t - 0.0001t^2 в формулу и вычисляем интеграл. Найденное значение и будет количеством теплоты, выделившимся в проводнике за данный промежуток времени.
1) Для нахождения закона изменения времени на проводнике необходимо найти производную от исходного выражения по времени:
i = 0,01t – 0,0001t^2
di/dt = 0,01 - 0,0002t
Таким образом, закон изменения времени на проводнике будет равен:
t = 0,01t - 0,0001t^2
2) Чтобы найти заряд, прошедший через проводник за промежуток времени от t1= 1 мин до t 2 = 6,8 мин, нужно вычислить определенный интеграл от i по времени от t1 до t2:
Q = ∫t1,t2t1, t2t1,t2 i dt
Q = ∫1,6.81, 6.81,6.8 0.01t−0.0001t20.01t - 0.0001t^20.01t−0.0001t2 dt
Q = 0.005t2−0.0000333t30.005t^2 - 0.0000333t^30.005t2−0.0000333t3 от 1 до 6.8
Q = 0.005<em>6.82−0.0000333</em>6.830.005 <em> 6.8^2 - 0.0000333 </em> 6.8^30.005<em>6.82−0.0000333</em>6.83 - 0.005<em>12−0.0000333</em>130.005 <em> 1^2 - 0.0000333 </em> 1^30.005<em>12−0.0000333</em>13 Q = 0.9184 - 0.004669 = 0.913731 Кл
Значит, через проводник протекло 0.913731 Кл заряда за указанный промежуток времени.
3) Количество теплоты, выделившееся в проводнике за этот промежуток времени, связано с потерями мощности в проводнике и можно найти по формуле:
P = Ri^2
где R - сопротивление проводника.
Чтобы найти потери теплоты за промежуток времени, нужно вычислить определенный интеграл от мощности по времени от t1 до t2:
Q = ∫t1,t2t1, t2t1,t2 Ri^2 dt
Q = ∫1,6.81, 6.81,6.8 1.8 * 0.01t−0.0001t20.01t - 0.0001t^20.01t−0.0001t2^2 dt
Подставляем i = 0.01t - 0.0001t^2 в формулу и вычисляем интеграл. Найденное значение и будет количеством теплоты, выделившимся в проводнике за данный промежуток времени.