问题
问答题
为了研究过长导线损耗功率的情况,小钢同学选用了一个标有“220V 800W”的电热水壶烧开一壶水.他首先在自己的家中使用,测得烧开一壶水需要32min;当他再把该电热水壶接到离供电处较远的工地上使用时(电路两端的电压仍为220V,假设环境温度不变),他发现烧开同样一壶水却需要50min,请你帮助小钢同学计算出导线上损耗的功率有多大?(忽略电热水壶的电阻丝和导线的电阻随温度的变化)
答案
由P=
可得,电热水壶的电阻:U2 R
R0=
=U02 P0
=60.5Ω,(220V)2 800W
在家烧开水用的时间:
t1=32min=1920s,
在家烧开一壶水时,实际功率等于额定功率,
需要消耗的电能:
W1=P0t1=800W×1920s=1.536×106J,
在工地烧开一壶同样的水需要消耗的电能:
W2=W1=1.536×106J,
在工地烧水时水壶的时间:
t2=50min=3000s,
在工地烧水时水壶的实际电功率:
P2=
=W2 t2
=512W,1.536×106J 3000s
在工地上时水壶上的实际电压:
U2=
=P2R0
=176V,512W×60.5Ω
水壶中的实际电流:
I2=
=U2 R0
≈2.91A,176V 60.5Ω
加在导线上的电压:
U′=U-U2=220V-176V=44V,
导线上损耗的功率:
P′=U′I2=44V×2.91A=128.04W.
答:导线上损耗的功率约为128.04W.