На атомній електростанції за рік витрачається 9125 кг урану. Визначте потужність електростанції якщо при поділі 1 г урану виділяється енергія еквівалентна спалюванню 3 т вугілля . ККД АЕС 25%
Схема к решению задачи Если чайники, нагревая одно и то же количество воды, закипают за одно и то же время, значит в них выделяется одна и та же мощность, то есть:
P1=P2(1)
Сначала определим сопротивление чайников R0. Так как при напряжении U0 они потребляют мощность P0, то сопротивление R0 найдем следующим образом:
P0=U20R0⇒R0=U20P0(2)
Найдем мощность P1, выделяющуюся в каждом чайнике при их последовательном соединении. Пусть напряжение сети, к которым подключены чайники, равно U. Тогда через чайники будет течь ток I1, который можно определить по закону Ома:
I1=UR+2R0
Тогда мощность P1 равна:
P1=I21R0
P1=U2R0(R+2R0)2
Далее определим мощность P2, выделяющуюся в каждом чайнике при их параллельном соединении. Через соединительные провода будет течь ток I2, который также определим из закона Ома:
I2=UR+0,5R0
Так как чайники одинаковые (то есть имеют одинаковые сопротивления), то через них течет ток I22. Тогда мощность P2 равна:
Дано:
U0=200 В, P0=400 Вт, t1=t2, R−?
Решение задачи:
Схема к решению задачи Если чайники, нагревая одно и то же количество воды, закипают за одно и то же время, значит в них выделяется одна и та же мощность, то есть:
P1=P2(1)
Сначала определим сопротивление чайников R0. Так как при напряжении U0 они потребляют мощность P0, то сопротивление R0 найдем следующим образом:
P0=U20R0⇒R0=U20P0(2)
Найдем мощность P1, выделяющуюся в каждом чайнике при их последовательном соединении. Пусть напряжение сети, к которым подключены чайники, равно U. Тогда через чайники будет течь ток I1, который можно определить по закону Ома:
I1=UR+2R0
Тогда мощность P1 равна:
P1=I21R0
P1=U2R0(R+2R0)2
Далее определим мощность P2, выделяющуюся в каждом чайнике при их параллельном соединении. Через соединительные провода будет течь ток I2, который также определим из закона Ома:
I2=UR+0,5R0
Так как чайники одинаковые (то есть имеют одинаковые сопротивления), то через них течет ток I22. Тогда мощность P2 равна:
P2=(I22)2R0=14I22R0
P2=U2R04(R+0,5R0)2
Учитывая (1), имеем:
U2R0(R+2R0)2=U2R04(R+0,5R0)2
(R+2R0)2=4(R+0,5R0)2
Раскроем скобки в обеих частях уравнения:
R2+4RR0+4R20=4R2+4RR0+R20
R2+4R20=4R2+R20
3R2=3R20
R=R0
Принимая во внимание (2), получим:
R0=U20P0
Численный ответ задачи равен:
R0=2002400=100Ом=0,1кОм
Объяснение:
r25=R2+R5= 8+8=16 Ом
r254=r25*R4/(r25+R4)=16*15/(16+15)=7.742 Ом
Общее сопротивление
Rob=R1+R3+r254=15+20+7.742=42.742 Ом
Общий ток
I=I1=I3=U/Rob=250/42.742=5.849 A
U1=I*R1=5.849*15=87.736 V
U3=I*R3=5.849* 20=116.981 V
U4=U-U1-U3=250-87.736 - 116.981=45.283 V
I4=U4/R4=45.283/15=3 A
I2=I5=I-I4=5.849-3=2.849 A
U2=U5=I2*R2=2.849*8=22.792 V
Мощности
P1=U1*I1=87.736*5.849=513.168 Bt
P2=P5=U2*I2=22.792*2.849=63.934 Bt
P3=U3*I3=116.981*5.849=684.222 Bt
P4=U4*I4=45.283*3=135.849 Bt
P=U*I=250*5.849=1462 Bt
p=P1+P2+P3+P4+P5=513.168+63.934+684.222+135.849+63.934=1462 Bt
1462 Bt=1462 Bt