Сколько сопротивлений r нужно использовать и как их следует соединить, чтобы достичь максимальной выделяющейся мощности

Предмет вопроса: Расчет сопротивления для достижения максимальной выделяющейся мощности

Объяснение: Чтобы достичь максимальной выделяющейся мощности, необходимо использовать сопротивления, которые обеспечивают наибольшую потерю энергии. Это достигается при соединении сопротивлений по принципу параллельного соединения.

Пусть r1, r2, ..., rn - значения сопротивлений, которые мы хотим использовать. Общая сопротивление для параллельного соединения можно рассчитать с использованием формулы:

1/Re = 1/r1 + 1/r2 + ... + 1/rn

Где Re - общее сопротивление соединения.

Чтобы максимизировать выделяющуюся мощность, нам необходимо максимизировать долю мощности, теряемой на сопротивлении соединения, по сравнению с общей мощностью источника тока. Для этого мы выбираем сопротивления, соответствующие максимальной потере мощности. Формула для расчета мощности, выделяющейся на сопротивлении, выглядит следующим образом:

P = I^2 * R

Где P - мощность, I - сила тока, проходящая через сопротивление, R - сопротивление.

Выделяющаяся мощность, соответственно, будет:

P_loss = I^2 * Re

Соотношение КПД источника тока к общей мощности составляет 20% (или 0.2). Это означает, что:

P_loss = P_source * 0.2

Чтобы решить задачу и найти необходимые значения сопротивлений r1, r2, ..., rn, мы можем использовать эти формулы.

Пример: Пусть источник тока имеет мощность P_source = 100 Вт. Найдите сопротивления r1 и r2, которые обеспечат максимальную выделяющуюся мощность при КПД источника тока, равным 20%.

Совет: Чтобы понять концепцию максимизации выделяющейся мощности в параллельном соединении, можно использовать аналогию с трубами воды. Чем больше отверстий в трубах, тем больше будет потеря воды и мощности на этих отверстиях.

Задача на проверку: Источник тока имеет мощность P_source = 200 Вт, а идеальный КПД равен 100%. Найдите общее сопротивление Re, для которого будет достигнута максимальная выделяющаяся мощность. Используйте два сопротивления r1 и r2, где r1 = 5 Ом, а r2 = 10 Ом. Ответ представьте в ома