Задание №13 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем способ подключения бытовых приборов в квартире и соответствующие физические закономерности.

1. Тип соединения. В бытовую электрическую сеть все потребители (микроволновая печь, кофеварка, лампы и т.д.) включаются параллельно. Это делается для того, чтобы каждый прибор работал под одним и тем же стандартным напряжением (в России это $U = 220 \text{ В}$) и мог работать независимо от других.

2. Общее сопротивление цепи. При параллельном соединении проводников общая проводимость цепи складывается из проводимостей отдельных ветвей. Формула для общего сопротивления $R_{\text{общ}}$ при включении дополнительного прибора $R_2$ к уже работающему $R_1$ выглядит так:
$\frac{1}{R_{\text{общ}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$
Из этой математической зависимости следует, что при добавлении любого нового параллельного участка общее сопротивление цепи всегда уменьшается (оно становится даже меньше самого маленького из сопротивлений отдельных приборов).
Следовательно, для общего сопротивления выбираем цифру 2.

3. Общая потребляемая мощность. Мощность тока в цепи можно рассчитать по формуле:
$P = \frac{U^2}{R_{\text{общ}}}$
Поскольку напряжение $U$ в сети поддерживается постоянным, а общее сопротивление $R_{\text{общ}}$, как мы выяснили выше, при включении кофеварки уменьшается, то мощность $P$ будет увеличиваться.
Также это можно понять логически: общая мощность при параллельном соединении равна сумме мощностей каждого прибора ($P_{\text{общ}} = P_1 + P_2$). Добавляя новый потребитель, мы увеличиваем общую потребляемую мощность.
Следовательно, для общей мощности выбираем цифру 1.

Ответ: 21

Источник: ФИПИ