Обогреватель мощностью P = 6500 Вт соединён с сетью постоянного напряжения двумя алюминиевыми проводами. Длина каждого l = 600 м, площадь поперечного сечения S = 140 мм2. Сила тока в цепи I = 100 А. Найдите, во сколько раз больше выделяется теплоты на обогревателе по сравнению с проводами? Удельное сопротивление алюминия Ом ⋅ м. Ответ выразите с точностью до десятых и введите в поле ответа.
Для нахождения выделяемой теплоты на обогревателе и проводах воспользуемся формулой:
Q = I^2 R t,
где Q - выделяемая теплота, I - сила тока, R - сопротивление, t - время.
Сопротивление провода можно найти по формуле:
R = ρ * l / S,
где ρ - удельное сопротивление алюминия, l - длина провода, S - площадь поперечного сечения провода.
Для проводов:
R_пр = ρ l / S = 0.0282 600 / 140 = 0.121 Ом.
Выделяемая теплота на проводах:
Q_пр = 100^2 0.121 t,
На обогревателе:
R_об = U^2 / P = U I / P = 220 100 / 6500 = 3.38 Ом.
Выделяемая теплота на обогревателе:
Q_об = 100^2 3.38 t.
Отношение выделяемой теплоты на обогревателе к теплоте на проводах:
Q_об / Q_пр = (100^2 3.38 t) / (100^2 0.121 t) = 27.9.
Ответ: 27.9.