Консультация № 197933
06.03.2020, 17:23
0.00 руб.
0 1 1
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:
ЭДС источника ε = 2 В, внутреннее сопротивление r = 1 Ом. Определить силу тока I, если внешняя цепь потребляет мощность P = 0,75 Вт.
Сделать схематический рисунок к этой задаче обязательно.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
08.03.2020, 13:06
общий
это ответ
Здравствуйте, dar777!
Дано : ЭДС источника E = 2 В, внутреннее сопротивление r = 1 Ом, мощность нагрузки P = 0,75 Вт.
Вычислить силу тока I .

Решение : Я начертил простую электро-схемку (прилагаю рисунок ниже).
В зелёном прямоугольнике показана так называемая "Схема замещения" реального источника напряжения. Схема замещения состоит из идеального источника ЭДС с E = 2 В и Внутреннего сопротивления r = 1 Ом.

Поскольку все элементы этой неразветвлённой цепи соединены последовательно, то ток в цепи вычисляется по закону Ома :
I = E / (r + Rн) (см учебную статью "Закон Ома простым языком" Ссылка1 )
Здесь Rн - сопротивление внешней цепи (нагрузки).
Заданная в Условии задачи мощность P связана с током простым соотношением:
P = I2·Rн
Из этой формулы выражение Rн = P / I2 подставим в первую формулу, умноженную на знаменатель (r + Rн) :
(r + Rн)·I = E
r + Rн = E / I
Rн = E/I - r = P / I2
Умножив все части уравнения на I2 , получаем уравнение E·I - r·I2 = P с одним неизвестным I .
Это квадратное уравнение r·I2 - E·I + P = 0 имеет 2 корня : I1=0,5 А и I2=1,5 А .
Ответ: задача имеет 2 варианта решения : I1=0,5 А и I2=1,5 А .

Проверка : В первом варианте решения сопротивление нагрузки равно
R1 = P / I12 = 0,75 / 0,52 = 3 Ом,
Напряжение во внешней цепи U1 = I1·R1 = 0,5·3 = 1,5 В,
Мощность в нагрузке P1 = U1·I1 = 1,5·0,5 = 0,75 Вт,
ЭДС источника E = (r + R1)·I1 = (1 + 3)·0,5 = 2 В - всё верно!

Во втором варианте решения сопротивление нагрузки равно R2 = P / I22 = 0,75 / 1,52 = 1/3 Ом,
Напряжение во внешней цепи U2 = I2·R2 = 1,5·(1/3) = 0,5 В,
Мощность в нагрузке P2 = U2·I2 = 0,5·1,5 = 0,75 Вт,
ЭДС источника E = (r + R2)·I2 = (1 + 1/3)·1,5 = 2 В - Проверка успешна!
5
Это самое лучшее решение!
Форма ответа