Здравствуйте, belousovictor812@gmail.com!
Дано : объёмная тепло-мощность Pv = 9,8·10
4 Дж/(м
3·с) = 9,8·10
4 Вт/м
3 , Материал проводника - железо.
Вычислить плотность J электро-тока.
Решение : Сопротивление R провода длиной L можно вычислить по формуле:
R = [$961$]·L / S
здесь [$961$] - удельное сопротивления материала проводника, S - площадь поперечного сечения провода .
В каком-нибудь справочнике по электрике/физике, например
"Удельное сопротивление и сверхпроводимость" Ссылка1 , находим Удельное сопротивление железа [$961$] = 9,71·10
-8 Ом·м (по другим данным
"Удельное сопротивление металлов. Таблица" Ссылка2 [$961$] = 1·10
-7 Ом·м - чуть больше).
Мощность, выделяемая во всём проводе протеканием в нём электро-тока (= тепловая энергия за секунду):
P = I
2·R
Объёмная мощность (мощность, приходящаяся на единицу объёма провода):
Pv = P / V = I
2·R / (S·L)
Отсюда получим I
2 = Pv·S·L / R = Pv·S·L / ([$961$]·L / S) = Pv·S
2·/ [$961$]
I = S·[$8730$](Pv / [$961$])
Искомая плотность электро-тока (ток на единицу площади поперчного сечения):
J = I / S = S·[$8730$](Pv / [$961$]) / S = [$8730$](Pv / [$961$]) = [$8730$][9,8·10
4 / (9,71·10
-8)] = 1,00·10
6 А/м
2Ответ : плотность электрического тока в железном проводнике равна 1,0·МА/м
2 или 1,0·А/мм
2