Сколько ламп, рассчитанных на силу тока 0,5 А и напряжение 100 В каждая, нужно соединить параллельно, чтобы они функционировали на полную мощность при подключении к батарее с ЭДС 120 В и внутренним сопротивлением 10 Ом?

Физика Колледж Электрические цепи Лампы Сила тока напряжение соединение параллельно батарея ЭДС внутреннее сопротивление полная мощность Новый

Для решения данной задачи нам нужно определить, сколько ламп необходимо подключить параллельно, чтобы они могли функционировать на полную мощность при заданных условиях.

Шаг 1: Определение мощности одной лампы

Мощность (P) одной лампы можно рассчитать по формуле:

P = U * I,

где U - напряжение, I - сила тока.

Подставим значения:

P = 100 В * 0,5 А = 50 Вт.

Шаг 2: Определение общего напряжения на лампах

Лампы соединены параллельно, поэтому напряжение на каждой лампе будет равно напряжению источника, если оно достаточно велико. В нашем случае, ЭДС батареи составляет 120 В.

Шаг 3: Определение необходимого тока для работы ламп

Если мы подключим n ламп параллельно, то общий ток (I_total), который будет проходить через батарею, можно выразить как:

I_total = n * I = n * 0,5 А.

Шаг 4: Определение общего напряжения с учетом внутреннего сопротивления

Теперь нам нужно учесть внутреннее сопротивление батареи. Обозначим внутреннее сопротивление как Rвн = 10 Ом.

Согласно закону Ома, напряжение на батарее будет равно:

U_батареи = ЭДС - I_total * Rвн.

Подставим выражение для общего тока:

U_батареи = 120 В - (n * 0,5 А) * 10 Ом.

Это напряжение должно быть равно 100 В (напряжение на одной лампе):

120 В - (n * 0,5 А) * 10 Ом = 100 В.

Шаг 5: Решение уравнения

Перепишем уравнение:

120 В - 10n * 0,5 А = 100 В.

Упростим его:

120 В - 5n = 100 В.

Теперь решим для n:

• 120 В - 100 В = 5n
• 20 В = 5n
• n = 20 В / 5 = 4.

Шаг 6: Ответ

Таким образом, для того чтобы лампы функционировали на полную мощность, необходимо соединить 4 лампы параллельно.