Một dây đồng có điện trở suất \[{\rho _1} = {2,8.10^{ - 8}}\,\Omega .m\], độ dài \[\ell \], tiết diện S₁, điện trở R và khối lượng m₁. Người ta muốn thay dây này bằng một dây nhôm có cùng độ dài và điện trở R nhưng có điện trở suất \[{\rho _2} = {1,7.10^{ - 8}}\,\Omega .m\], tiết diện S₂ và khối lượng m₂. Cho biết khối lượng riêng của đồng là D₁ = 8900 kg/m³,của nhôm là D₂ = 2700 kg/m³;

a) Dây nhôm phải có tiết diện S₂ bằng bao nhiêu lần so với tiết diện S₁ của dây đồng?

b) Dây nhôm có khối lượng m₂ bằng bao nhiêu lần so với khối lượng m₁ của dây đồng?

Lời giải:

Ta có: \[\left\{ \begin{array}{l}{\rho _1};\ell ;R;{m_1};{S_1};{D_1} = 8900kg/{m^3}\\{\rho _2};\ell ;R;{m_2};{S_2};{D_2} = 2700kg/{m^3}\end{array} \right.\]

a) \[R = {\rho _1}\frac{\ell }{{{S_1}}} = {\rho _2}\frac{\ell }{{{S_2}}} \Rightarrow {S_2} = {S_1}\frac{{{\rho _2}}}{{{\rho _1}}} = {S_1}.\frac{{{{2,8.10}^{ - 8}}}}{{{{1,7.10}^{ - 8}}}} = 1,65.{S_1}\]

b) Khối lượng \[\left\{ \begin{array}{l}{m_1} = {D_1}.{V_1} = {D_1}.{S_1}.\ell \\{m_2} = {D_2}.{V_2} = {D_2}.{S_2}.\ell \end{array} \right.\]

Ta có: \[\frac{{{m_1}}}{{{m_2}}} = \frac{{{D_1}.{S_1}.\ell }}{{{D_2}.{S_2}.\ell }} \Rightarrow {m_2} = {m_1}\frac{{{D_2}}}{{{D_1}}}.\frac{{{S_2}}}{{{S_1}}} = \frac{{2700}}{{8900}}.\frac{{1,65{S_1}}}{{{S_1}}} = 0,5{m_1}\]