Консультация № 199269
07.10.2020, 12:09
0.00 руб.
1 12 1
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, решите задачу:
Две одинаковые лампочки (Вольт-амперная характеристика одной лампочки показана на рисунке) соединены последовательно и подключены к батарейке с ЭДС 3 В и внутренним сопротивлением 5 Ом.

Определите ток через батарейку. Ответ выразите в миллиамперах, округлите до целого числа.

Найдите суммарную мощность, выделяющуюся на лампочках. Ответ выразите в ваттах, округлите до десятых.

А также, Чему будет равен ток через батарейку, если лампочки подключить к источнику не последовательно, а параллельно? Ответ выразите в миллиамперах, округлите до целого числа.
Прикрепленные файлы:
e623ea98c3bae0f6ee596a4468623e09bef16b69.png

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
08.10.2020, 14:01
общий
08.10.2020, 14:07
Адресаты:
Для расчёта эл-цепей, содержащих НЭ (НЕлинейный элемент), нужна ВАХ (ВольтАмперная характеристика этого НЭ). ВАХ есть у Вас. На ней надо построить Нагрузочную линию. Как это делать - Вы можете найти на л сайте по расчёту нелинейных эл-цепей, например в учебной статье "Элементы опто-злектроники" phys.vsu.ru/me/downloads/m10-101.pdf на стр8 .

Тк у Вас 2 НЭ соединены последовательно , надо сложить их ВАХ по оцифрованным точкам так, чтоб при одинаковых токах суммировлись соответствующие напряжения. Суммарная ВАХ сдвинется вправо.
Но можно проявить творческий подход, учитывая одинаковость лампочек. Тогда на исходной ВАХ чертим Нагрузочную линию от половинного источника. Этот метод немного точнее и менее трудоёмок. Некоторые ВУЗы воспринимают такую рационализацию как неузаконенную отсебятину.
У Вас есть "методичка" вашего ВУЗа или ссылка не неё?

Решение похожей задачи см на rfpro.ru/question/187169
давно
Посетитель
404255
48
09.10.2020, 11:00
общий
Адресаты:
Владимир Николаевич, нет методички нет, да и задача не из вуза а для 8-ми классника
давно
Посетитель
404255
48
09.10.2020, 11:28
общий
Адресаты:
Владимир Николаевич, спасибо, с первыми двумя пунктами разобрался! Но с третьим пунктом(про параллельное соединение), к сожалению, так и не разобрался. Помогите, пожалуйста, с этим пунктом! Буду очень Вам благодарен!
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
09.10.2020, 14:41
общий
это ответ
Здравствуйте, alexandr!
Условие : ЭДС E = 3 В, внутреннее сопротивление R = 5 Ом.
Вычислить ток ч-з батарейку, суммарную мощность на 2х лампочках с нелинейной ВАХ при их последовательном соединении, а затем при параллельном соединении.

Решение : Для расчёта электронных цепей, содержащих НЭ (НЕлинейный элемент), нужна ВАХ (ВольтАмперная Характеристика этого НЭ). ВАХ дана в Условии. На ней надо построить Нагрузочную линию. Для этого надо на этом же графике соединить отрезком 2 точки : Точку E = 3 В на оси напряжений и точку Im = E / R = 0,6 А на оси токов. Я показал Нагрузочную линию красным отрезком на доработанной картинке (прилагаю ниже).

В первом варианте решения все элементы схемы (ЭДС , её внутреннее сопротивление R , 2 лампочки) соединены последовательно. Следовательно, для 2х лампочек надо построить суммарную ВАХ по оцифрованным точкам, удвоив значения напряжений исходной ВАХ. Я начертил Iпос розовым цветом . На пересечении линий Iпос с нагрузочной линией читаем искомый ток батарейки I = 0,2 А .

Делаем проверку: Подставляем найденный ток в Исходную ВАХ . Получаем напряжение на одной лампе U1 = 1 В. На резисторе R при таком токе упадёт Ur = I·5 = 0,2·5 = 1 В . Сумма напряжений на всех 3х потребителях совпадает со значением E = 3 В. Значит, расчёт верный.
На одной лампе выделится мощность P1 = U1·I1 = 1·0,2 = 0,2 Вт.
Ответ1 : Ток ч-з батарейку равен 200 мА, суммарная мощность, выделяющаяся на двух лампочках, равна 0,4 Вт.

Во 2м варианте решения лампочки соединены параллельно. Однако их группа соединена с элементами E и R последовательно. Значит, для расчёта применяем ту же нагрузочную линию, но суммарную ВАХ для группы из 2х ламп строим по точкам удвоением тока для оцифрованных напряжений. Я начертил Iпар зелёным цветом. На пересечении линий Iпар с нагрузочной линией читаем искомый ток батарейки I2 = 0,4 А .
Делаем проверку: Подставляем половину найденного тока в Исходную ВАХ . Получаем напряжение на каждой лампе U1 = 1 В. На резисторе R при таком токе упадёт Ur = I·5 = 0,4·5 = 2 В . Сумма напряжений на ламп-группе и сопротивлении тоже совпадает со значением E = 3 В. Значит, и тут расчёт верный.
На группе ламп выделится мощность P1 = U1·I2 = 1·0,4 = 0,4 Вт.
Ответ2 : Ток ч-з батарейку равен 400 мА, суммарная мощность, выделяющаяся на лампочках, равна 0,4 Вт.

Кто сильно сомневается в правильности решения, может сделать ещё проверку методом Баланса мощностей.
Например, для 2го варианта мощность источника Pи = E·I2 = 3·0,4 = 1.2 Вт.
Мощность всех потребителей Pп = U1·I2 + I22·R = 1·0,4 + 0,42·5 = 0,4 + 0,8 = 1.2 Вт.
Мощности совпали. Значит, проверка успешна!

См также решение похожей задачи rfpro.ru/question/187169 (ссылка1)
Расчёт нелинейных эл-цепей "Элементы опто-злектроники" Ссылка2 на стр8 .
5
давно
Посетитель
404255
48
09.10.2020, 15:53
общий
Адресаты:
Владимир Николаевич, спасибо Вам огромное за то, что Вы уже далеко не в первый раз выручаете меня, я абсолютно уверен в правильности Вашего ответа, но совпали ответы только первого, третьего и четвёртого пункта, а суммарная мощность на лампочках в два раза больше (0,4). Как Вы считаете ответ 0,4 верный или нет? Буду премного Вам благодарен за Ваше мнение!
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
09.10.2020, 16:58
общий
Адресаты:
Вы правы, я допустил описку при копировании Ответа из чернового текст-файла в форму Ответа. Но там легко догадаться : поскольку в выше-строке написано
На одной лампе выделится мощность P1 = U1·I1 = 1·0,2 = 0,2 Вт.
Значит, ниже должно быть удвоенное значение - у нас ведь 2 одинаковых лампочки!
Я исправил строку
Ответ1 : Ток ч-з батарейку равен 200 мА, суммарная мощность, выделяющаяся на двух лампочках, равна 0,4 Вт.
Прошу извинить меня за недостаточную внимательность.
давно
Посетитель
404255
48
09.10.2020, 21:26
общий
Адресаты:
Владимир Николаевич, Я Вас очень понимаю, это ведь человеческий фактор, ничего страшного в этом нет, тем более, что я в итоге при сдаче ответа не ошибся, спасибо Вам огромное за решение этой задачи! Надеюсь, Вы и в дальнейшем будете оказывать помощь при необходимости!
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
10.10.2020, 02:35
общий
Адресаты:
Мне приятны Ваши доброжелательность, понимание и культурное обращение!
Заходите, когда надо будет. Я не успеваю помочь всем просителям, но для Вас постараюсь приоритетно.
давно
Посетитель
404255
48
10.10.2020, 10:12
общий
Адресаты:
Благодарю за столь приятные слова!
давно
Посетитель
404255
48
10.10.2020, 19:31
общий
Адресаты:
Владимир Николаевич, Снова здравствуйте! Я вынужден опять просить Вас о помощи! Помогите, пожалуйста, с решением задачи Ссылка на задачу! . К слову, если Вы сейчас заняты, то мне не к спеху, только помогите, пожалуйста, пока консультация открыта(ссылку на консультацию кинул выше) Буду Вам премного благодарен!
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
11.10.2020, 02:09
общий
Адресаты:
Вы уже не первый раз просите из старой консультации обратить внимание на другую, новую. Это совсем не нужно и не прилично. Меня будут ругать за поддержку Вашего флуда в старых консультациях. Я и без Ваших просьб вижу все новые консультации благодаря почтовым авто-рассылкам Портала.

Я понимаю причину Вашей хитрости : В новой Консультации моё имя отсутствует в перечислителе поля "Кому", пока я не создам хотя бы 1 пост. Но Вы можете не заполнять поле "Кому", а в большом текстовом поле в качестве первого слова впишите BBCode
[$91$]forid=259041]
После отправки Вашего сообщения программа Портала заменит Ваш выше-тэг на адресацию для участника N 259041 , то есть мне.
давно
Посетитель
404255
48
13.10.2020, 10:50
общий
Адресаты:
Хорошо, спасибо, в следующий раз(если таковой будет) обязательно поступлю именно так!

И, ещё раз, извините за флуд, пожалуйста!
Форма ответа