К концам длинного однородного проводника приложено напряжение U. Провод заменили на другой, площадь сечения которого в два раза больше , и приложили к нему прежнее напряжение U. Что произойдёт при этом с сопротивлением проводника, силой тока и мощностью?

Когда мы меняем проводник с одним сечением на проводник с большим сечением и оставляем приложенное напряжение постоянным, то изменения, которые происходят с сопротивлением, силой тока и мощностью, можно рассмотреть с использованием основных законов электричества.

1. Сопротивление проводника

Сопротивление проводника зависит от его длины, материала и площади сечения. Для проводника с длиной $l$, удельным сопротивлением $\rho$ и площадью сечения $A$, сопротивление $R$ вычисляется по формуле:

Так как площадь сечения второго проводника в два раза больше, то его сопротивление будет в два раза меньше, чем у первого проводника, при прочих равных условиях (длина и материал проводника остаются теми же).

Если площадь сечения второго проводника в 2 раза больше, то сопротивление уменьшится в 2 раза.

2. Сила тока

Сила тока в цепи определяется по закону Ома:

Так как сопротивление второго проводника в два раза меньше, то при постоянном напряжении $U$ сила тока увеличится в 2 раза. То есть если в первом проводнике был ток $I_1$, то во втором проводнике ток $I_2$ будет равен:

3. Мощность

Мощность, расходуемая в проводнике, определяется по формуле:

Поскольку сила тока увеличится в 2 раза, а сопротивление уменьшится в 2 раза, то мощность, которая будет выделяться в проводнике, останется неизменной. Объяснение:

Таким образом, мощность останется одинаковой для обоих проводников, так как увеличение тока компенсируется уменьшением сопротивления.

Итог:

• Сопротивление уменьшится в 2 раза.
• Сила тока увеличится в 2 раза.
• Мощность останется неизменной.