ЭДС источника тока ε = 2 В внутреннее сопротивление r = 1 Ом. Бесплатный доступ к решению задач

Реферат.Справочник
Решенные задачи по физике
ЭДС источника тока ε = 2 В внутреннее сопротивление r = 1 Ом

ЭДС источника тока ε = 2 В внутреннее сопротивление r = 1 Ом .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

ЭДС источника тока ε = 2 В, внутреннее сопротивление r = 1 Ом. Определить силу тока, если внешняя цепь потребляет мощность Р = 0,75 Вт. Какую наибольшую мощность можно получить во внешней цепи? Дано: ε = 2 В r = 1 Ом Р = 0,75 Вт Найти: I — ?

Ответ

I = 0,5 А; Pmax = 1 Вт.

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

На основании второго закона Кирхгофа запишем
rI+RI=ε,
откуда выразим сопротивление внешней цепи:
R=ε-rII.
По закону Джоуля-Ленца выделяемое на активном сопротивлении тепло равно
Q=I2Rt
или его мощность равна
P=Qt=I2R=I2ε-rII=I⋅(ε-rI)=Iε-rI2;rI2-Iε+P=0.
Решаем квадратное уравнение относительно I:
D=ε2-4rP;I=ε±ε2-4rP2r=2±22-4⋅1⋅0,752⋅1=0,5 А; 1,5 А.
Проверим, каким получается сопротивление внешней цепи при этих токах:
R=2-1⋅0,50,5=3 Ом;R=2-1⋅1,51,5=0,333 Ом.
Так как обычно сопротивление потребителя R больше внутреннего сопротивления r источника тока, то более достоверное первое значение: I = 0,5 А.
Мощность во внешней цепи:
P=I2R=εR+r2R=R(R+r)2ε2.
Исследуем зависимость P(R) на экстремум:
dPdR=(R+r)2-2(R+r)R(R+r)4⋅ε2=(R+r)-2R(R+r)3⋅ε2=r-R(R+r)3⋅ε2=0,R=r.
Максимальная мощность во внешней цепи:
Ответ: I = 0,5 А; Pmax = 1 Вт.

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу