В электрической сети с постоянным напряжением при подключении трёх одинаковых резисторов параллельно выделяется мощность 3,6 Вт. Какова будет мощность в цепи, если один из резисторов соединить последовательно с двумя другими, которые будут подключены параллельно, и всё это подключить к той же сети?
Физика 11 класс Электрические цепи
Чтобы решить эту задачу, давайте сначала разберемся с тем, как распределяется мощность в электрической цепи при различных комбинациях соединения резисторов.
Шаг 1: Определение сопротивления резисторов.
Когда три одинаковых резистора подключены параллельно, общая мощность, выделяемая в цепи, составляет 3,6 Вт. Давайте обозначим сопротивление каждого резистора как R.
Формула для мощности в параллельной цепи: P = V² / Rобщ, где V — напряжение, а Rобщ — общее сопротивление.
Для трех параллельно соединенных резисторов: Rобщ = R/3.
Следовательно, 3,6 = V² / (R/3).
Отсюда: V² = 3,6 * R / 3 = 1,2R.
Шаг 2: Новая схема соединения резисторов.
Теперь один резистор соединяем последовательно с двумя другими, которые подключены параллельно.
Шаг 3: Вычисление новой мощности.
Теперь используем формулу мощности для всей цепи: P = V² / Rобщ.
Подставляем ранее найденное значение V² = 1,2R:
P = 1,2R / (3R/2) = 1,2R * (2/3R) = 0,8 Вт.
Таким образом, мощность в цепи при новой схеме соединения резисторов будет 0,8 Вт.