43. Работа и мощность тока

1039. Две одинаковые лампы включены в городскую сеть так, как показано на рисунке 175. Если номинальная мощность этих ламп велика 200 – 300 Вт, то при подходящем выборе сопротивления резистора R наблюдается следующий эффект: когда обе лампы включены, они не горят. Если же одну из них вывернуть, то вторая загорается, но горит неполным накалом. Объясните это явление.

1040. Аккумулятор с внутренним сопротивлением 0,08 Ом при силе тока 4 А отдает во внешнюю цепь 8 Вт. Какую мощность он отдает во внешнюю цепь при силе тока 6 А?

1041. Определите полную мощность элемента при сопротивлении внешней цепи 4 Ом, если внутреннее сопротивление элемента 2 Ом, а напряжение на его зажимах 6 В.

1042. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора, если при силе тока 15 А он отдает во внешнюю цепь мощность 135 Вт, а при силе тока 6 А – мощность 64,8 Вт.

1043. Дуговая печь потребляет ток 200 А от сети, имеющей напряжение 127 В через ограничительное сопротивление 0,2 Ом. Определите мощность, потребляемую печью.

1044. Разветвленная цепь, состоящая из двух параллельно соединенных проводников сопротивлением R₁ = 6 Ом и R₂ = 12 Ом, включена последовательно с проводником R = 15 Ом. Эта электрическая схема включена в цепь источника тока с ЭДС 200 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Вычислите мощность, выделяющуюся на проводнике сопротивлением R₁. Сопротивлением подводящих проводов пренебречь.

1045. Источник постоянного тока замыкают первый раз на проводник сопротивлением 9 Ом, второй раз на проводник сопротивлением 4 Ом. Оба раза за одинаковое время на проводниках выделяется одно и тоже количество теплоты. Определите внутреннее сопротивление источника тока.

1046. Батарея состоит из параллельно соединенных элементов с внутренним сопротивлением 5 Ом и ЭДС 5,5 В каждый. При силе тока во внешней цепи 2 А полезная мощность равна 7 Вт. Сколько элементов в батарее?

1047. Электромотор питается от батареи с ЭДС 12 В. Какую механическую работу за 1 с совершает мотор при протекании по его обмотке тока 2 А, если при полном затормаживании якоря по цепи течет ток 3 А?

1048. Нагреватель кипятильника состоит из 4 секций, каждая из которых имеет сопротивление 1 Ом. Нагреватель питают от аккумулятора батареи с ЭДС, равной 8 В и внутренним сопротивлением 1 ОМ. Как нужно включить элементы нагревателя, чтобы вода в кипятильнике нагревалась быстрее? Какова при этом мощность, расходуемая аккумулятором?

1049. На какое расстояние L можно передать электроэнергию от источника с ЭДС 5 кВ при помощи провода с удельным сопротивлением 1,75∙10^-8 Ом и площадью поперечного сечения 10^-6 м² так, чтобы на нагрузке сопротивлением 1,6 кОм выделялась мощность 10 кВт? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

1050. От источника напряжением 750 В необходимо передать мощность 5 кВт на некоторое расстояние. Какое наибольшее сопротивление R может иметь линия передачи, чтобы потери энергии в ней не превышали 10 % от передаваемой мощности.

1051. Нужно передать мощность 100 кВт на расстояние 7,5 км, причем потери на нагревание проводов не должны превышать 3 % передаваемой энергии. Напряжение на входе линии 2 кВ. Определите массу медных проводов. Как изменится необходимое количество меди, если подаваемое напряжение увеличить в 3 раза?

1052. От генератора с ЭДС 40 В и внутренним сопротивлением 0,04 Ом ток поступает по медному кабелю с площадью поперечного сечения 170 мм² к месту электросварки, удаленному от генератора на 50 м. Найдите напряжение на зажимах генератора и на сварочном аппарате, если сила тока в цепи равна 200 А. Какова мощность сварочной дуги?

1053. Генератор питает 50 ламп сопротивлением 300 Ом каждая. Напряжение на зажимах генератора 128 В, его внутреннее сопротивление 0,1 Ом, а сопротивление подводящей линии 0,4 Ом. Найдите силу тока в линии, ЭДС генератора, напряжение на лампах, полезную мощность, потерю мощности на внутреннем сопротивлении генератора и в подводящих проводах.

1054. Электропечь должна давать количество теплоты 24 ккал за 10 мин. Какой должна быть длина нихромовой проволоки сечением 5∙10^-7 м², если печь предназначается для электросети с напряжением 36 В?

1055. При напряжении сети 120 В вода в электрическом чайнике закипает через 20 мин, при напряжении 110 В – через 28 мин. Через какое время вода закипит, если напряжение упадет до 100 В? Потери теплоты от чайника в окружающее пространство пропорциональны времени, начальная температура и масса воды во всех случаях одинаковы.

1056. В электрочайник с сопротивлением обмотки 30 Ом налита вода массой 0,5 кг при температуре 20°С. Через 10 мин выкипело 10% воды при силе тока в обмотке 4 А. Чему равен КПД чайника?

1057. Нагревательная спираль электрического аппарата для испарения воды имеет при температуре 100°С сопротивление 10 Ом. Какой ток надо пропустить через эту спираль, чтобы за 1 мин испарилась кипящая вода массой 100 г?

1058. Свинцовая проволока диаметром d плавится при длительном пропускании тока I₁. При каком токе расплавится проволока диаметром 2d? Потери теплоты проволокой в обоих случаях считать пропорциональными поверхности проволоки.

1059. Электромотор, имеющий сопротивление обмотки 2 Ом, подключен к генератору постоянного тока с ЭДС 240 В и внутренним сопротивлением 4 Ом. При работе электромотора через его обмотку течет ток 10 А. Определите КПД электромотора. Какую максимальную мощность может развивать мотор и какой ток течет при этом по его цепи?

1060. Чему равен коэффициент полезного действия электромотора, если при включении его в сеть постоянного тока пусковой ток равен 15 А, а в установившемся режиме ток снижается до 9 А?

1061. Троллейбус массой 11 Т движется равномерно со скоростью 36 км/ч. Найдите силу тока в обмотке двигателя, если напряжение равно 550 В и КПД 80%. Коэффициент сопротивления движению равен 0,02.

1062. Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 В и потребляет силу тока 20 А. Каков КПД установки, если груз массой 1 Т кран поднимает на высоту 19 м за 50 С?

1063. Какой длины надо взять никелиновую проволоку с площадью поперечного сечения 0,84 мм², чтобы изготовить нагреватель напряжением 200 В, при помощи которого можно было бы нагреть воду объемом 2 л от 20°С до кипения за 10 мин при КПД 80%?

1064. Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 ОМ поместили в сосуд, содержащий 0,5 л воды при 20°С, и включили в сеть напряжением 220 В. Через 20 мин спираль выключили. Какое количество воды выкипело, если КПД спирали 80%?

1065. Найдите внутреннее сопротивление аккумулятора, если при увеличении внешнего сопротивления с 3 Ом до 10,5 Ом КПД схемы увеличился вдвое.

1066. При включении электромотора в сеть напряжением 120 В он потребляет ток 15 А. Определите мощность, потребляемую мотором, и его КПД, если сопротивление обмотки 1 Ом.

1067. Лампочки, сопротивления которых 3 ОМ и 12 Ом, поочередно подключенные к некоторому источнику тока, потребляют одинаковую мощность. Найдите внутреннее сопротивление источника и КПД цепи в каждом случае.