Электроплитка рассчитана на напряжение 200В и силу тока 3А. За какое время она потребит 2 кВт\ч энергии тока?

Объяснение:

Дано:

C₁ = 4 мкФ = 4·10⁻⁶ Ф

U₁ = 300 В

С₂ = 2 мкФ = 2·10⁻⁶ Ф

U₂ = 600 В

W - ?

1)

Находим заряд на первом конденсаторе:

q₁ = C₁·U₁ = 4·10⁻⁶·300 = 1,2·10⁻³ Кл

Находим заряд на втором конденсаторе:

q₂ = C₂·U₂ = 2·10⁻⁶·600 = 1,2·10⁻³ Кл

Поскольку конденсаторы соединены параллельно, то суммарный заряд:

q = q₁ + q₂ = 1,2·10⁻³+1,2·10⁻³ = 2,4·10⁻³ Кл

2)

Поскольку конденсаторы соединены параллельно, то емкость батареи:

C = C₁ + C₂ = (4+2)·10⁻⁶ = 6·10⁻⁶  Ф

3)

Энергия батареи:

W = q² / (2·C)

W = (2,4·10⁻³)² / (2· 6·10⁻⁶) = 0,48 Дж

F = kΔx, где F - сила упругости [Н], k - коэффициент жёсткости [Н/м], Δx - изменение длины.

По условию задачи видно, что длина во втором случае больше в 2 раза.

=> F будет больше в 2 раза : 15*2 = 30 Н

Либо можно решить и записать так:

(1) F1 = k*Δx1

(2) F2 = k*Δx2

Из (1) находим, чему равно k(предварительно перевели 10 см в 0,1 м):

k = F1 / Δx1 = 15 / 0,1 = 150 Н/м

Так как лента и в первом, и во втором случае была одна и та же, то во втором случае k тоже равен 150. По условию задачи, Δx2 = 20 см = 0,2м. Отсюда:

F2 = 150 * 0,2 = 30 Н