Какой коэффициент полезного действия (КПД) установки можно определить, если источник тока с внутренним сопротивлением r=1,6 Ом питает током цепь с сопротивлением R=6,4 Ом?

Физика 11 класс Электрические цепи коэффициент полезного действия КПД установки источник тока внутреннее сопротивление ток цепь с сопротивлением физика 11 класс Новый

Чтобы определить коэффициент полезного действия (КПД) установки, давайте сначала разберемся с основными понятиями и формулами, которые нам понадобятся.

Коэффициент полезного действия (КПД) определяется как отношение полезной работы (или мощности), выполненной устройством, к полной работе (или мощности), затраченной на его работу. В нашем случае мы будем рассматривать электрическую цепь.

Для начала, давайте найдем полное сопротивление цепи. Полное сопротивление будет равно сумме внутреннего сопротивления источника тока и сопротивления нагрузки:

• R_total = r + R
• где r - внутреннее сопротивление (1,6 Ом),
• R - сопротивление нагрузки (6,4 Ом).

Теперь подставим значения:

• R_total = 1,6 Ом + 6,4 Ом = 8 Ом.

Теперь мы можем рассчитать ток в цепи, используя закон Ома:

• I = U / R_total,
• где I - ток, U - напряжение источника (в данном случае мы его не знаем, но это не критично для расчета КПД).

Допустим, что напряжение источника равно U. Тогда ток будет равен:

• I = U / 8.

Теперь давайте найдем мощность, которая выделяется на нагрузке (полезная мощность P полезная) и мощность, которую выдает источник (общая мощность P общая):

• P полезная = I^2 * R = (U / 8)^2 * 6,4.
• P общая = I^2 * R_total = (U / 8)^2 * 8.

Теперь мы можем выразить КПД:

• КПД = (P полезная / P общая) * 100%.

Подставляя наши значения:

• КПД = ((U / 8)^2 * 6,4) / ((U / 8)^2 * 8) * 100%.

Мы видим, что U^2 / 8^2 сокращается, и у нас остается:

• КПД = (6,4 / 8) * 100%.

Теперь посчитаем:

• КПД = 0,8 * 100% = 80%.

Таким образом, коэффициент полезного действия установки составляет 80%.