Медная, железная и никелиновая проволки в цепи

Допустим, у нас есть три проволки: медная, железная и никелиновая. Все они имеют одинаковую длину и поперечное сечение S. Мы спаяли их друг с другом последовательно и включили в цепь. Как это повлияет на электрические свойства нашей цепи?

Различие в проводимости металлов

Для начала нам следует учитывать, что каждый металл имеет свою уникальную проводимость. Медь обладает наибольшей проводимостью, железо - менее проводимое, а никель ещё менее. Из-за этого можем предположить, что сопротивление цепи возрастет с участием более проводимых материалов.

Рассчет общего сопротивления

Теперь рассчитаем общее сопротивление цепи с нашими трёмя проволками. Для этого мы обратимся к закону Ома:

U = I * R

где U - напряжение, I - сила тока и R - сопротивление. Предположим, что напряжение в цепи остаётся неизменным, тогда мы можем переписать формулу так:

R = U / I

Заметим, что общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений каждой проволки. Обозначим сопротивление медной проволки как R_медь, железной - как R_железо и никелиновой - как R_никель.

R = R_медь + R_железо + R_никель

Так как все проволки имеют одинаковую длину и поперечное сечение, то сопротивление каждой можно выразить через приблизительно одинаковую формулу:

R = р * l / S

где р - удельное сопротивление металла, l - длина проводника и S - площадь поперечного сечения.

Результаты

Для подсчета ответа необходимо знать удельное сопротивление каждого из металлов. Попробуем воспользоваться значениями, приведенными в таблице:

Металл	Удельное сопротивление, Ом * мм²/м
Медь	0,0171
Железо	0,0966
Никель	0,0785

Пусть каждая проволка имеет длину l = 1 м и поперечное сечение S = 1 мм². Тогда получаем следующие сопротивления:

R_медь = 0,0171 * 1000 / 1 = 17,1 Ом
R_железо = 0,0966 * 1000 / 1 = 96,6 Ом
R_никель = 0,0785 * 1000 / 1 = 78,5 Ом

Общее сопротивление цепи:

R = 17,1 + 96,6 + 78,5 = 192,2 Ом

Таким образом, мы видим, что включение проволок различного материала в цепь приводит к увеличению её сопротивления. Важно помнить, что конечный результат может сильно отличаться в зависимости от выбранных свойств проволок и условий эксперимента.