Завдання 6. Розрахунок плавкого запобіжника
Площа поперечного перерізу плавкого запобіжника з матеріалу M в електричному колі з граничним струмом І дорівнює S (D-дiаметр). Початкова температура запобіжника Tпоч=20 оС. Знайти значення величин, які позначені в таблиці 7 знаком “?”. Тепловіддачею в зовнішнє середовище знехтувати. Вважати, що час реакції запобіжника дорівнює 0,1 с. Питомий опір , густина , температура плавлення Tпл, питома теплоємність с матеріалу M запобіжника наведені в таблиці 8.
Таблиця 7
|
Варіант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
Матеріал М |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
I, A |
|
9 |
|
10 |
|
11 |
|
12 |
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
S, мм2 |
0,5 |
|
|
|
0,3 |
|
|
|
0,4 |
|
|
0,2 |
|
|
|
|
D, мм |
|
|
0,9 |
|
|
|
0,6 |
|
|
0,8 |
|
|
|
0,5 |
|
|
Варіант |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
Матеріал М |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
I, A |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
10 |
|
|
S, мм2 |
0,8 |
|
|
|
0,4 |
|
|
|
0,3 |
|
|
|
0,5 |
|
|
|
D, мм |
|
|
0,3 |
|
|
|
0,8 |
|
|
|
0,1 |
|
|
|
0,2 |
|
Варіант |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 |
41 |
42 |
43 |
44 |
45 |
|
Матеріал М |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
1 |
2 |
3 |
|
I, A |
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
S, мм2 |
|
0,1 |
|
|
|
0,3 |
|
|
|
0,.5 |
|
|
|
|
|
|
D, мм |
|
|
|
0,2 |
|
|
|
0,4 |
|
|
|
0,6 |
|
0,7 |
|
Таблиця 8 - Фізичні властивості металів (T=293 K)
|
M |
Метал |
Густина , Мг/м3 |
Температура плавлення, Tпл,оС |
Питома теплоємність с, Дж/(кгК) |
Питома теплопровідність т, Вт/(мК) |
Температурний коефіцієнт лінійного розширення, l 106, K-1 |
Модуль пружності, E, ГПа |
Питомий опір, , мкОмм |
Температурний коефіцієнт питомого опору, 103, K-1 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1 |
Al |
2,7 |
660 |
923 |
218 |
21,0 |
70,8 |
0,0256 |
4,1 |
|
2 |
Ag |
10,49 |
961 |
235 |
453 |
18,6 |
80,0 |
0,0150 |
4,1 |
|
3 |
Au |
19,30 |
1063 |
134 |
312 |
14,0 |
77,5 |
0,0225 |
3,95 |
|
4 |
Cu |
8,92 |
1083 |
386 |
406 |
16,6 |
129 |
0,0168 |
4,33 |
|
5 |
Fe |
7,87 |
1540 |
453 |
73,3 |
10,7 |
211 |
0,097 |
6,25 |
|
6 |
Ni |
8,96 |
1453 |
440 |
75,5 |
13,2 |
196 |
0,068 |
6,7 |
|
7 |
Pb |
11,34 |
327 |
130 |
35 |
28,3 |
15,7 |
0,190 |
4,2 |
|
8 |
Pd |
12,02 |
1550 |
243 |
70,7 |
9,5 |
121 |
0,108 |
3,6 |
|
9 |
Pt |
21,45 |
1770 |
134 |
71,1 |
9,5 |
170 |
0,0981 |
3,9 |
|
10 |
Sn |
7,29 |
232 |
226 |
63,1 |
23,0 |
54,0 |
0,113 |
4,5 |
|
11 |
W |
19,3 |
3400 |
142 |
167 |
4,4 |
407 |
0,055 |
5,0 |
|
12 |
Zn |
7,14 |
419 |
336 |
113 |
30,0 |
92,2 |
0,0592 |
4,1 |
Маса
вільного електрону
=9,110-31
кг
Заряд електрону e=1,610-19 Кл
Стала Планка h=6,6210-34 Джс
Стала Больцмана k=1,3810-23 Дж/K