№908 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Задача

Молния представляет собой прерывистый разряд, состоящий из отдельных импульсов длительностью примерно $$1\ \text{мс}$$. Заряд, проходящий по каналу молнии за один импульс, равен $$20\ \text{Кл}$$, а среднее напряжение на концах канала равно $$2\ \text{ГВ}$$. Какова сила тока и мощность одного импульса? Какая энергия выделяется при вспышке молнии, если она состоит из $$5$$ разрядов?

Подробный ответ

Переведём время одного импульса в СИ:

$$t=1\ \text{мс}=10^{-3}\ \text{с}$$

Сила тока в одном импульсе:

$$I=\frac{q}{t}=\frac{20\ \text{Кл}}{10^{-3}\ \text{с}}=20\cdot 10^3\ \text{А}=20\ \text{кА}$$

Мощность одного импульса:

$$P=UI=2\cdot 10^9\ \text{В}\cdot 20\cdot 10^3\ \text{А}=4\cdot 10^{13}\ \text{Вт}=40\ \text{ТВт}$$

Энергия, выделяющаяся при вспышке из 5 разрядов:

$$A=Ptn=4\cdot 10^{13}\ \text{Вт}\cdot 10^{-3}\ \text{с}\cdot 5=2\cdot 10^{11}\ \text{Дж}=200\ \text{ГДж}$$

Ответ: $$I=20\ \text{кА},\quad P=40\ \text{ТВт},\quad A=200\ \text{ГДж}.$$