Какова ЭДС источника тока, если при коротком замыкании клемм сила тока составляет 10 А, а при подключении электрической лампы с сопротивлением 6 Ом сила тока равна 2 А? Ответ дайте в вольтах.
Физика10 классЭлектрические цепиЭДС источника токакороткое замыканиеСила токасопротивление лампыэлектрическая лампавольтырасчет ЭДСфизикаэлектрический токзаконы Ома
Для решения этой задачи нам нужно воспользоваться законом Ома и понятиями, связанными с источниками тока. Давайте разберем шаги, необходимые для вычисления ЭДС (электродвижущей силы) источника тока.
Шаг 1: Определим внутреннее сопротивление источника тока.Когда клеммы источника тока коротко замыкаются, вся ЭДС источника тока падает на его внутреннее сопротивление. В этом случае сила тока I1 равна 10 А. Из закона Ома мы знаем, что:
U = I * R
где U - напряжение, I - сила тока, R - сопротивление.
Пусть Rв - внутреннее сопротивление источника тока. Тогда:
ЭДС = I1 * Rв = 10 А * Rв.
Шаг 2: Найдем внутреннее сопротивление источника тока, когда подключена лампа.Когда к источнику тока подключается лампа с сопротивлением Rлампа = 6 Ом, сила тока I2 равна 2 А. В этом случае общее сопротивление цепи будет равно:
Rобщ = Rв + Rлампа.
Согласно закону Ома, мы можем записать:
ЭДС = I2 * Rобщ.
Подставим известные значения:
ЭДС = 2 А * (Rв + 6 Ом).
Шаг 3: Составим систему уравнений.Теперь у нас есть два уравнения:
Теперь мы можем приравнять оба выражения для ЭДС:
10 A * Rв = 2 A * (Rв + 6 Ом).
Шаг 4: Решим уравнение для Rв.Раскроем скобки во втором уравнении:
10 Rв = 2 Rв + 12.
Теперь перенесем все слагаемые с Rв в одну сторону:
10 Rв - 2 Rв = 12.
8 Rв = 12.
Теперь найдем Rв:
Rв = 12 / 8 = 1.5 Ом.
Шаг 5: Найдем ЭДС источника тока.Теперь, когда мы знаем внутреннее сопротивление, можем подставить его обратно в одно из уравнений для ЭДС. Используем первое уравнение:
ЭДС = 10 A * Rв = 10 A * 1.5 Ом = 15 В.
Ответ: ЭДС источника тока составляет 15 вольт.