При замкнутой цепи, сколько вольт покажет вольтметр, какой ток в цепи и какое внутреннее сопротивление у источника

Тема занятия: Электрическая цепь с источником электричества

Объяснение: В данной задаче нам необходимо найти напряжение, ток и внутреннее сопротивление источника электричества в замкнутой и разомкнутой цепи.

1. Замкнутая цепь:

В данном случае, падение напряжения внутри источника составляет 4 В, сопротивление нагрузки R = 18 Ом, а ЭДС источника равна 40 В.

Для нахождения внутреннего сопротивления источника (r), мы можем использовать закон Ома:

ЭДС источника (Е) = напряжение на нагрузке (U) + напряжение на внутреннем сопротивлении (I*r).

Подставляя известные значения, мы получаем: 40 В = 18 В + 4 В + I*r, где I - ток в цепи.

Таким образом, I*r = 40 В - 22 В = 18 В, отсюда r = 18 В / I.

Но нам также дано, что падение напряжения внутри источника составляет 4 В. Следовательно, 4 В = I * r, отсюда r = 4 В / I.

Теперь мы можем составить уравнение: 18 В / I = 4 В / I. Решая это уравнение, мы получаем r = 4 Ом.

Теперь, для нахождения тока I, мы можем использовать уравнение: 40 В = (18 Ом + 4 Ом) * I. Решив это уравнение, мы найдем I = 40 В / 22 Ом = 1.82 А.

Таким образом, в замкнутой цепи вольтметр покажет 18 В, ток составит 1.82 А, а внутреннее сопротивление источника равно 4 Ом.

2. Разомкнутая цепь:

В разомкнутой цепи, напряжение на вольтметре будет равно ЭДС источника, то есть 40 В. Как только цепь разомкнута, ток не будет течь, поэтому ток в цепи будет равен нулю.

В данном случае, внутреннее сопротивление источника можно найти из уравнения: падение напряжения внутри источника (4 В) = I * r.

Подставляя известные значения, мы получаем: 4 В = 0 А * r, отсюда r = 4 В / 0 А, что является неопределенностью.

Таким образом, в разомкнутой цепи вольтметр покажет 40 В, а внутреннее сопротивление источника неопределено (неопределенное значение).

Доп. материал:

a) В замкнутой цепи вольтметр покажет 18 В, ток составит 1.82 А, а внутреннее сопротивление источника будет равно 4 Ом.

b) В разомкнутой цепи вольтметр покажет 40 В, а внутреннее сопротивление источника неопределено.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить законы Кирхгофа и закон Ома. Также полезно провести некоторые эксперименты с электрическими цепями и использовать схемы для визуализации процессов.

Задание: Как изменится ответ, если сопротивление нагрузки будет 12 Ом в замкнутой цепи?