|
|
|
|
|
Глава 15. Законы постоянного тока
§ 107. Примеры решения задач по теме «Работа и мощность постоянного тока. Закон Ома для полной цепи»При решении задач, связанных с расчётом работы и мощности тока, надо применять формулы (15.13) и (15.15). Для определения силы тока в замкнутой цепи надо использовать закон Ома для полной цепи, а в случае нескольких источников правильно определить суммарную ЭДС. Задача 1. Аккумулятор с ЭДС Ε = 6,0 В и внутренним сопротивлением r — 0,1 Ом питает внешнюю цепь с сопротивлением R = 12,4 Ом. Какое количество теплоты Q выделится во всей цепи за время t = 10 мин? Р е ш е н и е. Согласно закону Ома для замкнутой цепи сила тока в цепи равна
Задача 2. Разность потенциалов в сети зарядной станции равна 20 В. Внутреннее сопротивление аккумулятора, поставленного на зарядку, равно 0,8 Ом; в начальный момент времени его остаточная ЭДС равна 12 В. Какая мощность будет расходоваться станцией на зарядку аккумулятора при этих условиях? Какая часть этой мощности будет расходоваться на нагревание аккумулятора? Р е ш е н и е. При зарядке аккумулятора зарядное устройство и аккумулятор соединены разноимёнными полюсами навстречу друг другу. Сила тока, идущего через аккумулятор, I = (U - Ε)/R. Мощность, расходуемая станцией: Р1 = UI = U(U - Ε)/R = 200 Вт. Мощность, расходуемая на нагревание аккумулятора:
Тогда Р2/Р1 = 0,4. Задача 3. При подключении вольтметра сопротивлением RV = 200 Ом непосредственно к зажимам источника он показывает U = 20 В. Если же этот источник замкнуть на резистор сопротивлением R = 8 Ом, то сила тока в цепи I2 = 0,5 А. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление источника. Р е ш е н и е. По закону Ома для полной цепи в первом случае сила тока
Для ЭДС источника запишем: Ε = I2(R + r) = 24 В.
|
Количество теплоты, выделившейся на внешнем участке цепи, Q1 = I2Rt, на внутреннем — Q2 = I2rt. Полное количество теплоты
во втором случае 
Показания вольтметра — падение напряжения на его внутреннем сопротивлении, т. е. U = I1RV. Из соотношения I1(RV + r) = I2(R + r) найдём внутреннее сопротивление источника:
|
|