Для решения этой задачи нам нужно определить, сколько теплоты выделяется каждым из резисторов за заданное время. Воспользуемся несколькими формулами из электричества и теплотехники.
Шаг 1: Найдем напряжение на каждом резисторе
Так как резисторы включены параллельно, напряжение на них одинаковое. Обозначим это напряжение как ( U ).
Шаг 2: Определим напряжение ( U )
Из условия задачи: ток через резистор сопротивлением 3 Ом равен 2 А. Согласно закону Ома ( V = IR ), где ( I ) — ток, ( R ) — сопротивление, а ( V ) — напряжение:
[ U = I \times R = 2 \, \text{А} \times 3 \, \text{Ом} = 6 \, \text{В} ]
Шаг 3: Найдем ток через второй резистор
Теперь, зная напряжение, можем найти ток через второй резистор с сопротивлением 6 Ом:
[ I_2 = \frac{U}{R_2} = \frac{6 \, \text{В}}{6 \, \text{Ом}} = 1 \, \text{А} ]
Шаг 4: Определим мощность, выделяемую каждым резистором
Мощность, выделяемая на резисторе, определяется формулой ( P = I^2 R ).
Для резистора с сопротивлением 3 Ом:
[ P_1 = I_1^2 \times R_1 = (2 \, \text{А})^2 \times 3 \, \text{Ом} = 4 \, \text{А}^2 \times 3 \, \text{Ом} = 12 \, \text{Вт} ]
Для резистора с сопротивлением 6 Ом:
[ P_2 = I_2^2 \times R_2 = (1 \, \text{А})^2 \times 6 \, \text{Ом} = 1 \, \text{А}^2 \times 6 \, \text{Ом} = 6 \, \text{Вт} ]
Шаг 5: Найдем количество теплоты, выделяемое за 10 секунд
Количество теплоты ( Q ) определяется формулой ( Q = P \times t ).
Для резистора с сопротивлением 3 Ом:
[ Q_1 = P_1 \times t = 12 \, \text{Вт} \times 10 \, \text{с} = 120 \, \text{Дж} ]
Для резистора с сопротивлением 6 Ом:
[ Q_2 = P_2 \times t = 6 \, \text{Вт} \times 10 \, \text{с} = 60 \, \text{Дж} ]
Шаг 6: Найдем общее количество теплоты
Общее количество теплоты, выделяемое обоими резисторами, будет суммой теплоты, выделяемой каждым из них:
[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 120 \, \text{Дж} + 60 \, \text{Дж} = 180 \, \text{Дж} ]
Таким образом, общее количество теплоты, выделяемое обоими резисторами за 10 секунд, составляет 180 джоулей.