|
|||||||||||||||||||
P 2.4-8 The portable lighting equipment for a mine is located 100 meters from its dc supply source. The mine lights use a total of 5 kW and operate at 120 V dc. Determine the required cross-sectional area of the copper wires used to connect the source to the mine lights if we require that the power lost in the copper wires be less than or equal to 5 percent of the power required by the mine lights. |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Hint: Model both the lighting equipment and the wire as resistors. |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Here is the basic circuit we
are dealing with |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Resistance of cross-sectional
area contributes to resistance by the relationship |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
We know L = 100. m and we can
look up that |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Area will be found from |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Power lost in the wires is
said to be 5% of total power |
|||||||||||||||||||
The 2 is due to the need for
two wires to complete the circuit. |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Power lost in a wire is joule
heating |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Power used by lights come from
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Since the circuit is a series
circuit, |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Solving for Resistance of the
wire |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Now we can find the area |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|