Замкнутая цепь состоит из источника тока с эдс e=16 в с внутренним сопротивлением r=1 ом и нагрузки. определить сопротивление нагрузки, если на ней выделяется мощность р=16 вт.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Сопротивление нагрузки составляет приблизительно 13,93 Ом или 0,07 Ом. Шаг 1: Формулировка физических законов Для решения задачи воспользуемся законом Ома для полной цепи и формулой мощности. Сила тока Icap I в цепи выражается через ЭДС ( ϵepsilon), внутреннее сопротивление ( rr) и сопротивление нагрузки ( Rcap R): I=ϵR+rcap I equals the fraction with numerator epsilon and denominator cap R plus r end-fraction Мощность Pcap P, выделяемая на нагрузке, определяется выражением: P=I2Rcap P equals cap I squared cap RШаг 2: Вывод квадратного уравнения Подставим выражение для тока в формулу мощности: P=(ϵR+r)2R=ϵ2R(R+r)2cap P equals open paren the fraction with numerator epsilon and denominator cap R plus r end-fraction close paren squared cap R equals the fraction with numerator epsilon squared cap R and denominator open paren cap R plus r close paren squared end-fraction Подставим известные значения ( ϵ=16epsilon equals 16, r=1r equals 1, P=16cap P equals 16): 16=162R(R+1)216 equals the fraction with numerator 16 squared cap R and denominator open paren cap R plus 1 close paren squared end-fraction Разделим обе части уравнения на 1616: 1=16R(R+1)21 equals the fraction with numerator 16 cap R and denominator open paren cap R plus 1 close paren squared end-fraction Раскроем скобки и приведем уравнение к стандартному квадратному виду: (R+1)2=16Ropen paren cap R plus 1 close paren squared equals 16 cap R R2+2R+1=16Rcap R squared plus 2 cap R plus 1 equals 16 cap R R214R+1=0cap R squared minus 14 cap R plus 1 equals 0Шаг 3: Решение уравнения Для решения уравнения R214R+1=0cap R squared minus 14 cap R plus 1 equals 0 найдем дискриминант: D=(-14)2411=1964=192cap D equals open paren negative 14 close paren squared minus 4 center dot 1 center dot 1 equals 196 minus 4 equals 192Корни уравнения: R=14±1922=14±832=7±43cap R equals the fraction with numerator 14 plus or minus the square root of 192 end-root and denominator 2 end-fraction equals the fraction with numerator 14 plus or minus 8 the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction equals 7 plus or minus 4 the square root of 3 end-root Вычислим численные значения: R1=7+437+41,732=13,92813,93 Омcap R sub 1 equals 7 plus 4 the square root of 3 end-root is approximately equal to 7 plus 4 center dot 1 comma 732 equals 13 comma 928 is approximately equal to 13 comma 93 Ом R2=743741,732=0,0720,07 Омcap R sub 2 equals 7 minus 4 the square root of 3 end-root is approximately equal to 7 minus 4 center dot 1 comma 732 equals 0 comma 072 is approximately equal to 0 comma 07 Ом Ответ: Сопротивление нагрузки может принимать два значения: 13,93 Ом или 0,07 Ом. Необходимо ли рассчитать коэффициент полезного действия (КПД) источника для каждого из найденных вариантов сопротивления?

Форма ответа

Ваш аватар