Question

Елемент з е.р.с. ε = 1,1 В i внутрішнім опором r = 1 Ом замкнений на зовнішній oпip R = 9 Ом. Знайти: 1) силу струму в колі; 2) спад напруги в зовнішньому колі; 3) спад напруги всередині елемента; 4) к.к.д. елемента.

Answer 1

I=E/(R+r) = 1,1/(9+1)=0,11 А

U=IR=0.11•9=0,99 B

u=IR=0,11•1=0,11 B

η=R/(R+r)=9/10=0,9

η=90 %

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі ми можемо використовувати закон Ома та закон Кірхгофа про збереження електричної енергії.

1. Сила струму в колі: Закон Ома говорить, що сила струму (I) в колі дорівнює спаду напруги (U) в колі поділеному на опір (R): I = U / R

У цьому випадку, спад напруги в колі дорівнює електродвіжному напрузі (ε) мінус спад напруги всередині елемента (U_внутр): U = ε - U_внутр

2. Спад напруги в зовнішньому колі: U_зовн = IR де I - сила струму, яку ми визначили у попередньому пункті, і R - опір зовнішнього ланцюга, який дорівнює 9 Ом.

3. Спад напруги всередині елемента: Знову за законом Ома, спад напруги всередині елемента (U_внутр) дорівнює опору елемента (r) помножити на силу струму в колі (I): U_внутр = Ir

4. Коефіцієнт корисної дії (К.К.Д.) елемента: К.К.Д. можна визначити, як відношення споживчої потужності до генерованої потужності. У вашому випадку, елемент генерує електродвіжну напругу (ε) і витрачає потужність на подолання внутрішнього опору (r) і зовнішнього опору (R).

Генерована потужність (P_ген) дорівнює ε * I. Потужність, витрачена на подолання внутрішнього опору (P_внутр) дорівнює I^2 * r. Потужність, витрачена на подолання зовнішнього опору (P_зовн) дорівнює I^2 * R.

Отже, К.К.Д. можна обчислити так: К.К.Д. = P_ген / (P_ген + P_внутр + P_зовн)

Тепер, знаючи всі необхідні величини, можна обчислити їх чисельні значення.