Объяснение:
Дроссель имеет индуктивное сопротивление X_L, Ом (за счет явления самоиндукции), и активное R, Ом - сопротивление провода из которого он намотан. В схемах изображается, как последовательно включенные активное и индуктивное сопротивления.
Полное сопротивление Z:
Z=√(R²+X²_L);
X_L=ωL, где
ω - циклическая частота сети ω=2*π*f;
L - индуктивность дросселя, Гнж
f - частота сети, Гц
X_L=2*π*50*1,2=314*1,2≅377 (Ом)
Z=√(300²+377²)≅482 (Ом).
Модуль тока I, А (модуль - потому, что ток в данном случае величина векторная):
l I l=U/Z;
l I l=8/482=0,017 А.
Мощности:
S=U*l I l - полная мощность, ВА
P=S*cos φ, где
cos φ = R/Z - коэффициент мощности;
Q=√(S²-P²) - реактивная мощность, ВАр.
S=8*0.017=0.133 ВА
P=0.133*300/482=0.083 Вт
Q=√(0.133²-0.083²)=0.104 ВАр
Потребляется только активная мощность Р. Эта мощность превращается в тепло на активном сопротивлении дросселя (дроссель греется). Реактивная мощность ничего не греет и не тратится в цепи. Она возвращается к источнику энергии.
1)
Энергия, которую даёт спирт массой m = 20 г = 0.02 кг:
Q = Lm, где L - удельная теплота сгорания спирта = 3 * 10^6 Дж/кг.
Вся энергия уходит на нагрев воды массой M:
Lm = cM(t - t₀), где c - удельная теплоёмкость воды = 4200 Дж/(кг * °С).
Отсюда M:
M = Lm / c(T - T₀)
M = (3 * 10^6 Дж/кг * 0.02 кг) / (4200 Дж/(кг * °С) * (100 °С - 20 °С)) ≈ 0,17857 кг = 178,57 г
2)
Энергия, которая потребовалась на нагревание воды:
Q = cm(T - T₀), где m - масса воды = 2 кг.
Формула энергии, которую выделяет электрическая сеть с некоторым напряжением U и силой тока I:
Q = UIt
Отсюда сила тока в цепи:
I = Q / Ut = cm(T - T₀) / Ut
I = (4200 Дж/(кг * °С) * 2 кг * (100 °С - 20 °С)) / (220 В * 1800 с) ≈ 1,7 А
