К источнику ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 0,25 Ом подключена нагрузка. Если сила тока в цепи составляет 8 А, каков КПД этой схемы?

Физика 11 класс Электрические цепи ЭДС 10 В внутреннее сопротивление 0,25 Ом нагрузка сила тока 8 А КПД схемы физика 11 класс расчет КПД электрическая цепь задачи по физике теория электричества Новый

Чтобы рассчитать коэффициент полезного действия (КПД) электрической схемы, нам нужно использовать формулу для КПД и учитывать как полезную мощность, так и мощность, потерянную на внутреннем сопротивлении источника. Давайте разберем решение по шагам.

Шаг 1: Определение полезной мощности

Полезная мощность (Pполезн) определяется как произведение напряжения на нагрузке (Uнаг) и силы тока (I) в цепи. Для начала нам нужно найти напряжение на нагрузке.

• Напряжение на источнике (Uист) равно ЭДС источника, то есть 10 В.
• Сначала найдем падение напряжения на внутреннем сопротивлении (Rвн) источника:

Падение напряжения на внутреннем сопротивлении:

Uпад = I * Rвн = 8 А * 0,25 Ом = 2 В

• Теперь найдем напряжение на нагрузке:

Напряжение на нагрузке:

Uнаг = Uист - Uпад = 10 В - 2 В = 8 В

• Теперь можем рассчитать полезную мощность:

Полезная мощность:

Pполезн = Uнаг * I = 8 В * 8 А = 64 Вт

Шаг 2: Определение полной мощности

Полная мощность (Pполная) в цепи равна произведению ЭДС источника на силу тока:

Полная мощность:

Pполная = Uист * I = 10 В * 8 А = 80 Вт

Шаг 3: Расчет КПД

Теперь мы можем рассчитать КПД схемы по формуле:

Формула КПД:

КПД = (Pполезн / Pполная) * 100%

Подставляем наши значения:

КПД:

КПД = (64 Вт / 80 Вт) * 100% = 80%

Ответ: КПД этой схемы составляет 80%.