Một dây chì của một cầu chì bị cháy đứt nếu hiệu điện thế đặt trên nó là U. Nếu độ dài của dây chì đó tăng gấp n

Câu hỏi :

Một dây chì của một cầu chì bị cháy đứt nếu hiệu điện thế đặt trên nó là U. Nếu độ dài của dây chì đó tăng gấp n = 2 lần và đường kính của dây cũng tăng gấp k = 2 lần thì dây chì sẽ bị cháy đứt khi hiệu điện thế đặt trên nó bằng bao nhiêu?

* Đáp án

* Hướng dẫn giải

Gọi l, d là chiều dài và đường kính ban đầu của dây chì, là hệ số tỉ lệ giữa nhiệt lượng tỏa ra môi trường với hiệu nhiệt độ của dây và môi trường và diện tích mặt ngoài của dây chì.

Điện trở ban đầu của dây chì:  R=ρls=4ρlπd2

Điện trở sau khi tăng chiêu dài và đường kính là:

                                                R1=4ρnlπk2d2=Rnk2R1R=nk2  (*)

Gọi tc  là nhiệt độ nóng chảy của dây chì, t0 là nhiệt độ môi trường. Khi dây đứt công suất điện cung cấp bằng công suất tỏa nhiệt ra môi trường, vậy lúc đầu khi dây đứt ở hiệu điện thế U ta có:

U2R=αS(tct0)=απld(tct0)    (1)

Gọi U1 là hiệu điện thế đặt trên dây sau khi tăng kích thước làm dây đứt, lập luận tương tự trên ta có:

U12R1=αS1(tct0)=απnlkd(tct0)   (2)

Chia (2) cho (1) và kết hợp với (*) ta được:  U1=nkU=2U

Copyright © 2021 HOCTAP247