Какова полная мощность, полезная мощность и КПД батареи с ЭДС 240 В и внутренним сопротивлением 1 Ом, если она замкнута на внешнее сопротивление 23 Ом?

Физика 9 класс Электрические цепи полная мощность полезная мощность КПД батарея ЭДС внутреннее сопротивление внешнее сопротивление физика 9 класс электрические цепи законы Ома расчет мощности эффективность батареи Новый

Давайте разберем задачу по шагам, чтобы найти полную мощность, полезную мощность и коэффициент полезного действия (КПД) батареи с заданными параметрами.

Шаг 1: Найдем ток в цепи.

Для начала нам нужно определить ток, который протекает через цепь. Мы знаем, что полное сопротивление в цепи складывается из внутреннего сопротивления батареи (r) и внешнего сопротивления (R). Таким образом, общее сопротивление будет равно:

• R + r = 23 Ом + 1 Ом = 24 Ом.

Теперь можем использовать закон Ома для нахождения тока (I), который равен:

• I = E / (R + r),

где E - ЭДС батареи, равная 240 В. Подставим значения:

• I = 240 В / 24 Ом = 10 А.

Шаг 2: Найдем напряжение на нагрузке.

Теперь, зная ток, мы можем определить напряжение, которое падает на внешнем сопротивлении (R). Это напряжение (U) рассчитывается по формуле:

• U = I * R.

Подставим значения:

• U = 10 А * 23 Ом = 230 В.

Шаг 3: Рассчитаем полезную мощность.

Полезная мощность (P) на внешнем сопротивлении вычисляется по формуле:

• P = U * I.

Теперь подставим значения:

• P = 230 В * 10 А = 2300 Вт.

Шаг 4: Рассчитаем полную мощность.

Полная мощность (P_total) батареи определяется по формуле:

• P_total = E * I.

Подставим значения:

• P_total = 240 В * 10 А = 2400 Вт.

Шаг 5: Найдем коэффициент полезного действия (КПД).

КПД показывает, какая часть полной мощности используется полезно. Он рассчитывается по формуле:

• КПД = (U / E) * 100%.

Подставим значения и найдем КПД:

• КПД = (230 В / 240 В) * 100% = 95.8%.

Итак, подводя итоги:

• Полная мощность батареи: 2400 Вт.
• Полезная мощность: 2300 Вт.
• Коэффициент полезного действия: 95.8%.