برای حل این مسأله، ابتدا باید از فرمول مقاومت الکتریکی استفاده کنیم:
\[ R = \rho \cdot \frac{L}{A} \]
که در آن:
- \( R \) مقاومت الکتریکی است.
- \( \rho \) مقاومت ویژه است.
- \( L \) طول لوله است.
- \( A \) مساحت سطح مقطع لوله است.
برای یک لولهٔ توخالی، مساحت سطح مقطع برابر است با تفاوت مساحت دایرههای خارجی و داخلی:
\[ A = \pi \times (r_2^2 - r_1^2) \]
که در آن \( r_2 \) و \( r_1 \) به ترتیب شعاعهای خارجی و داخلی لوله هستند.
با جایگذاری مقادیر:
- \( \rho = 1.57 \times 10^{-8} \, \Omega \cdot m \)
- \( L = 5 \, m \)
- \( r_2 = 2 \, mm = 2 \times 10^{-3} \, m \)
- \( r_1 = 1 \, mm = 1 \times 10^{-3} \, m \)
ابتدا مساحت را محاسبه میکنیم:
\[ A = 3.14 \times ((2 \times 10^{-3})^2 - (1 \times 10^{-3})^2) \]
\[ A = 3.14 \times (4 \times 10^{-6} - 1 \times 10^{-6}) \]
\[ A = 3.14 \times 3 \times 10^{-6} \]
\[ A = 9.42 \times 10^{-6} \, m^2 \]
حال مقاومت را محاسبه میکنیم:
\[ R = 1.57 \times 10^{-8} \times \frac{5}{9.42 \times 10^{-6}} \]
\[ R = 7.85 \]
مقاومت الکتریکی لوله برابر با \( 7.85 \, \Omega \) است.