Một ấm đun nước gồm 2 điện trở. Nếu chỉ dùng R1 thì thời gian đun sôi nước là t1 (s). Nếu chỉ dùng R2 thì thời gian đun sôi nước là t2 (s). Hãy tìm thời gian để đun sôi nước nếu:
+) Hai điện trở mắc nối tiếp
+) Hai điện trở mắc song song
- Gọi nhiệt lượng mà lượng nước thu vào để sôi là Q (J)
- Nếu chỉ dùng R1: Phương trình cân bằng nhiệt: Q = P1.t1 = t1.
R1U2 (1)
- Nếu chỉ dùng R2: Phương trình cân bằng nhiệt: Q = P2.t2 = t2.
R2U2 (2)
(1),(2)=>
t1.R1U2=t2.R2U2=>R1=R2.t2t1
TH1: R1 nt R2 =>Rtđ = R1+R2=
R2(1+t2t1)
I=RtđU=R2.(1+t2t1)U
P1=I2.R1=R2.t2.(1+t2t1)2U2.t1
P2=I2.R2=R2.(1+t2t1)2U2
=>P=P1+P2=R2.t2.(1+t2t1)2U2.(t1+t2)
Ta có:
Q=P.t=R2.t2.(1+t2t1)2U2.(t1+t2).t (3)
(2),(3)
=>t2.(1+t2t1)2t1+t2.t=t2=>t=t1+t2t22.(1+t2t1)2
TH2: R1//R2 => U = U1 = U2
P1=R1U2=R2.t1U2.t2
P2=R2U2
=>P=P1+P2=R2.t1U2.(t1+t2)
Ta có:
Q=P.t=R2.t1U2.(t1+t2).t
(2),(4)
=>t1t1+t2.t=t2=>t=t1+t2t1.t2