Дано:
R_спирали = 80 Ом
U_сеть = 220 В
Найти:
Наименьшее и наибольшее количество выделяемой теплоты в спиралях.
Решение:
Выделяемая теплота в спирали определяется законом Джоуля-Ленца:
Q = I^2 * R * t
где:
Q - выделяемая теплота,
I - сила тока,
R - сопротивление спирали,
t - время.
1. Наименьшее количество выделяемой теплоты:
Наименьшее количество теплоты будет выделяться, когда в сети будет наименьшее сопротивление. Это происходит, когда спирали подключены параллельно.
Общее сопротивление для двух параллельно подключенных спиралей:
1 / R_параллельное = 1 / R_спирали + 1 / R_спирали = 1 / 80 Ом + 1 / 80 Ом = 1 / 40 Ом
Сила тока в цепи:
I = U_сеть / R_параллельное = 220 В / 40 Ом = 5.5 A
Теплота:
Q_наименьшее = I^2 * R_спирали * t = (5.5 A)^2 * 80 Ом * t = 302.5 * t джоулей.
2. Наибольшее количество выделяемой теплоты:
Наибольшее количество теплоты будет выделяться, когда в сети будет наибольшее сопротивление. Это происходит, когда спирали подключены последовательно.
Общее сопротивление для двух последовательно подключенных спиралей:
R_последовательное = R_спирали + R_спирали = 80 Ом + 80 Ом = 160 Ом
Сила тока в цепи:
I = U_сеть / R_последовательное = 220 В / 160 Ом = 1.375 A
Теплота:
Q_наибольшее = I^2 * R_спирали * t = (1.375 A)^2 * 80 Ом * t = 151 * t джоулей.
Ответ:
Наименьшее количество выделяемой теплоты в спиралях составляет 302.5 * t джоулей.
Наибольшее количество выделяемой теплоты в спиралях составляет 151 * t джоулей.