Какова наибольшая мощность Z мах, которую можно получить во внешней цепи, соединенной с токовой батареей, если ЭДС батареи аккумуляторов равна 12В, а сила тока короткого замыкания составляет 5А?
Физика11 классЭлектрические цепинаибольшая мощностьтоковая батареяЭДС батареиСила токакороткое замыканиевнешняя цепьфизика 11 класс
Для решения данной задачи нам нужно использовать закон Ома и формулу для мощности. Начнем с определения необходимых величин.
Данные:
Сначала найдем внутреннее сопротивление батареи. Сила тока короткого замыкания равна ЭДС, деленной на внутреннее сопротивление батареи:
Формула для силы тока короткого замыкания:
I_кз = E / r, где r - внутреннее сопротивление.
Перепишем формулу для нахождения внутреннего сопротивления:
r = E / I_кз = 12 В / 5 А = 2.4 Ом.
Теперь, чтобы найти наибольшую мощность, которую можно получить во внешней цепи, воспользуемся теоремой о максимальной мощности. Согласно этой теореме, максимальная мощность передается, когда внешнее сопротивление R равно внутреннему сопротивлению r.
Таким образом, максимальная мощность P_max может быть найдена по формуле:
P_max = (E^2) / (4 * r).
Подставим известные значения:
P_max = (12 В)^2 / (4 * 2.4 Ом).
Теперь вычислим:
Таким образом, наибольшая мощность, которую можно получить во внешней цепи, составляет 15 Вт.