В цепи с аккумуляторной батареей, имеющей э.д.с. E=37,5 В и внутреннее сопротивление r=0,6 Ом, подключены резисторы с сопротивлениями R1=2,4 Ом, R2=4,8 Ом и R3=7,2 Ом. Как можно вычислить ток в цепи, напряжения на выводах аккумуляторной батареи и резисторов, а также мощность источника энергии, его к.п.д. и мощность всех потребителей?
Физика Колледж Электрические цепи ток в цепи напряжение на выводах мощность источника К.П.Д. резисторы внутреннее сопротивление аккумуляторная батарея
Для решения данной задачи, давайте последовательно выполним все необходимые шаги. Мы будем использовать законы электрических цепей, такие как закон Ома и закон Кирхгофа.
Шаг 1: Определение эквивалентного сопротивления цепиСначала необходимо определить общее сопротивление цепи. В данном случае резисторы R1, R2 и R3 подключены последовательно. Общее сопротивление R можно вычислить по формуле:
Подставим значения:
Теперь добавим внутреннее сопротивление аккумулятора:
Теперь, когда мы знаем общее сопротивление цепи, можем вычислить ток I с помощью закона Ома:
Подставим значения:
Напряжение на выводах аккумулятора U можно вычислить по формуле:
Подставим значения:
Теперь вычислим напряжение на каждом резисторе с помощью закона Ома:
Мощность P источника энергии можно вычислить по формуле:
Подставим значения:
Полезная мощность P_полезная, которая расходуется на резисторах, вычисляется как:
Коэффициент полезного действия (к.п.д.) можно вычислить по формуле:
Подставим значения:
Общая мощность всех потребителей равна полезной мощности, которую мы уже вычислили:
Таким образом, мы получили все необходимые значения: ток в цепи, напряжения на аккумуляторе и резисторах, мощность источника энергии, его к.п.д. и мощность всех потребителей.