Задание №13 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения данной задачи проанализируем способ подключения бытовых приборов в электрическую сеть и соответствующие физические законы.

1. Тип соединения. В бытовую электрическую сеть (розетки в квартире) все потребители (холодильник, мясорубка, лампы и т.д.) включаются параллельно. Это делается для того, чтобы на каждом приборе было одинаковое стандартное напряжение $U = 220 \text{ В}$, и работа одного прибора не зависела от включения или выключения другого.

2. Общее сопротивление цепи. При параллельном соединении проводников общая проводимость цепи равна сумме проводимостей каждого прибора. Формула для общего сопротивления $R_{\text{общ}}$ при параллельном включении двух приборов (холодильника $R_1$ и мясорубки $R_2$) выглядит так:
$\frac{1}{R_{\text{общ}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$
Отсюда следует, что при добавлении любого нового потребителя параллельно уже включенным, общее сопротивление цепи всегда уменьшается (так как току становится "легче" течь по нескольким путям одновременно).
Следовательно, для общего сопротивления выбираем цифру 2.

3. Общая потребляемая мощность. Мощность электрического тока в цепи можно рассчитать по формуле:
$P = \frac{U^2}{R_{\text{общ}}}$
Так как напряжение $U$ в сети поддерживается постоянным, а общее сопротивление $R_{\text{общ}}$ при включении мясорубки уменьшается, то общая мощность $P$ будет увеличиваться.
Также это можно объяснить проще: общая мощность при параллельном соединении равна сумме мощностей каждого прибора ($P_{\text{общ}} = P_1 + P_2$). При включении дополнительного прибора к уже работающему холодильнику суммарная потребляемая мощность возрастает.
Следовательно, для общей мощности выбираем цифру 1.

Ответ: 21

Источник: ФИПИ