Question

Определите КПД источника тока с ЭДС 8 вольт и внутренним сопротивлением r=0,5 Ом подключённого к нагрузке сопротивлением R=1 Ом. Определите полезную мощность P пол., выделяемую на нагрузке при этих условиях. Какую максимальную полезную мощность P max он может дать?​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

ЭДС = 8 В

r = 0,5 Ом

R = 1 Ом

_________

Pпол - ?

Pmax - ?

Сила тока:

I = ЭДС / (R + r) = 8 / (1 + 0,5)  ≈ 5,3 А

Полезная мощность:

Pпол = I²·R = 5,3²·1 ≈ 28 Вт

Максимальная мощность достигается, если r = 0

Тогда:

Imax = ЭДС / R = 8 / 1 = 8 А

Pmax = Imax²·R = 64 Вт

КПД = Pпол·100% / Pmax = 28·100 / 64 ≈ 44%

Answer 2

Для определения КПД (коэффициента полезного действия) источника тока с ЭДС (электродвижущей силой) и внутренним сопротивлением подключенного к нагрузке сопротивления можно воспользоваться следующей формулой:

КПД = P полезная / P поставляемая

Где:

• P полезная - полезная мощность, выделяемая на нагрузке.
• P поставляемая - мощность, поставляемая источником тока.

Для начала определим P поставляемую. Источник тока имеет ЭДС 8 В и внутреннее сопротивление 0,5 Ом, и он подключен к нагрузке с сопротивлением R = 1 Ом.

1. Рассчитаем ток в цепи с помощью закона Ома: U = I * (R + r), где U - ЭДС, I - ток, R - сопротивление нагрузки, r - внутреннее сопротивление.

   8 В = I * (1 Ом + 0,5 Ом) 8 В = I * 1,5 Ом

Теперь найдем значение тока I:

I = 8 В / 1,5 Ом I = 5,33 А

2. Теперь, чтобы найти P поставляемую, воспользуемся формулой мощности: P = I^2 * R, где I - ток, R - сопротивление нагрузки.

   P поставляемая = (5,33 А)^2 * 1 Ом P поставляемая = 28,44 Вт

Теперь, когда у нас есть P поставляемая, мы можем найти КПД:

КПД = P полезная / P поставляемая

3. Для нахождения P полезной мощности в данном случае, учитывая, что P полезная равна мощности, выделяемой на нагрузке, используем формулу P = I^2 * R:

   P полезная = (5,33 А)^2 * 1 Ом P полезная = 28,44 Вт

Теперь можно найти КПД:

КПД = 28,44 Вт / 28,44 Вт = 1

КПД источника тока равен 1, что означает, что вся поставляемая мощность идет на нагрузку, и нет потерь в источнике.

4. Максимальная полезная мощность P max, которую этот источник тока может дать, будет достигаться при согласовании внутреннего сопротивления источника с сопротивлением нагрузки. Это происходит, когда R = r. В данном случае R = 0,5 Ом.

   P max = (8 В)^2 / (4 * 0,5 Ом) P max = 64 Вт

Источник тока может дать максимальную полезную мощность в 64 Вт при таких условиях.