В сеть напряжением 220 В включены параллельно лампа и плитка, сопротивления которых соответственно равны 240 и 60 Ом. Найдите силу тока в каждом потребителе тока и в проводах, подводящих ток в квартиру. Начертите схему цепи.

Для решения задачи необходимо применить теоретические знания из раздела "Электрический ток" и законы, описывающие поведение электрических цепей.

Электрическая цепь — это замкнутый путь, по которому могут двигаться электрические заряды. Основные понятия, которые используются при решении задач на электрический ток: сила тока, напряжение, сопротивление, закон Ома, а также правила для параллельного и последовательного соединения.

Закон Ома

Закон Ома для участка цепи выражается формулой:
$$ I = \frac{U}{R}, $$
где:
− $ I $ — сила тока (в амперах, А),
− $ U $ — напряжение на участке цепи (в вольтах, В),
− $ R $ — электрическое сопротивление участка цепи (в омах, Ом).

Этот закон позволяет определить силу тока через напряжение и сопротивление. Напряжение — это разность электрических потенциалов между двумя точками цепи, а сопротивление — характеристика материала, которая показывает, насколько сильно он препятствует движению заряженных частиц.

Параллельное соединение проводников

При параллельном соединении проводников:
1. Напряжение на всех элементах одинаково:
$$ U = U_1 = U_2 = \dots = U_n, $$
где $ U $ — общее напряжение цепи, а $ U_1, U_2, \dots, U_n $ — напряжения на отдельных потребителях.
2. Сила тока в каждом элементе зависит от его сопротивления:
$$ I_1 = \frac{U}{R_1}, \quad I_2 = \frac{U}{R_2}, \quad \dots, \quad I_n = \frac{U}{R_n}, $$
где $ I_1, I_2, \dots, I_n $ — силы тока в каждом элементе, $ R_1, R_2, \dots, R_n $ — сопротивления отдельных элементов.
3. Общая сила тока в цепи равна сумме токов, проходящих через каждый элемент:
$$ I_{\text{общ}} = I_1 + I_2 + \dots + I_n. $$

Сопротивление при параллельном соединении

Общее сопротивление цепи при параллельном соединении $ R_{\text{общ}} $ рассчитывается по формуле:
$$ \frac{1}{R_{\text{общ}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \dots + \frac{1}{R_n}. $$

Эта формула показывает, что общее сопротивление при параллельном соединении всегда меньше сопротивления самого маленького из элементов.

Силы тока в проводах

Сила тока в проводах, которые подводят ток к квартире, равна общей силе тока $ I_{\text{общ}} $, которая рассчитывается как сумма токов, проходящих через лампу и плитку.

Алгоритм решения задачи

1. Запишите исходные данные: напряжение $ U $, сопротивления $ R_{\text{лампы}} $ и $ R_{\text{плитки}} $.
2. Для каждого потребителя (лампы и плитки) рассчитайте силу тока по закону Ома: $$ I_{\text{лампы}} = \frac{U}{R_{\text{лампы}}}, \quad I_{\text{плитки}} = \frac{U}{R_{\text{плитки}}}. $$
3. Найдите общую силу тока в проводах, подводящих ток в квартиру: $$ I_{\text{общ}} = I_{\text{лампы}} + I_{\text{плитки}}. $$

Рисование схемы цепи

Для построения схемы:
1. Изобразите источник напряжения (220 В).
2. Покажите параллельное соединение лампы и плитки. Это можно сделать, нарисовав два ветвления цепи, подключенных к общим точкам (узлам) через проводники.
3. Укажите сопротивления лампы ($ R_{\text{лампы}} = 240 \, \Omega $) и плитки ($ R_{\text{плитки}} = 60 \, \Omega $) на соответствующих ветвях.
4. Обозначьте силу тока, проходящего через каждые элементы ($ I_{\text{лампы}} $ и $ I_{\text{плитки}} $), а также общую силу тока ($ I_{\text{общ}} $) через главный провод.

Используя эти теоретические основы, можно выполнить расчет и построить схему электрической цепи.