Чтобы определить сопротивление медного контактного провода, масса которого составляет 890 кг, следует воспользоваться известной физической формулой для сопротивления, связанной с характеристиками материала и геометрией провода.
Общие сведения
Сопротивление проводника рассчитывается по формуле:
$$ R = \rho \frac{L}{A} $$
где:
- ( R ) — сопротивление (Ом);
- ( \rho ) — удельное сопротивление материала (Ом·м);
- ( L ) — длина проводника (м);
- ( A ) — площадь поперечного сечения (м²).
Для меди удельное сопротивление ( \rho \approx 1.68 \times 10^{-8} \ Ом\cdot m ).
Порядок расчета
Определение плотности и объема провода:
Плотность меди ( \rho{\text{меди}} \approx 8960 \ \text{кг/м}3 ). Используя формулу плотности:
$$ V = \frac{m}{\rho{\text{меди}}} $$
здесь ( m = 890 \ \text{кг} ), вычисляем:
$$ V = \frac{890}{8960} \approx 0.099331 \ \text{м}3 $$
Вывод площади поперечного сечения:
Поскольку длина провода ( L = 1000 \ \text{м} ), площадь поперечного сечения можно найти:
$$ A = \frac{V}{L} \approx \frac{0.099331}{1000} \approx 9.9331 \times 10^{-5} \ \text{м}2 $$
Рассчет сопротивления:
Подставляем значения в формулу для сопротивления:
$$ R = 1.68 \times 10^{-8} \frac{1000}{9.9331 \times 10^{-5}} \approx 0.16991 \ \Omega $$
Итак, сопротивление одного километра медного контактного провода составляет примерно 0.17 Ом.
Этот расчёт актуален для применения контактного провода в железнодорожном электротранспорте, где низкое сопротивление играет ключевую роль в эффективности передачи электрического тока.
Категория: Физика
Теги: электричество, материаловедение, транспорт