Яка напруга на зовнішній ділянці кола, якщо до джерела струму з ерс 36 В і внутрішнім опором 1 ом підключено дві лампи

Тема урока: Электрические цепи и закон Ома

Пояснение: В данной задаче имеется электрическая цепь, включающая источник тока с электродвижущей силой (ЭДС) 36 В и внутренним сопротивлением 1 Ом, а также две лампы с сопротивлениями 15 Ом и 10 Ом, соединенные параллельно друг другу. Необходимо рассчитать напряжение на внешней части цепи и коэффициент полезного действия источника.

Для начала построим схему электрической цепи. Разместим источник тока с электродвижущей силой (ЭДС) 36 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Затем соединим две лампы параллельно между собой, как показано на рисунке ниже:

- Диаграмма электрической цепи -

Теперь воспользуемся законом Ома для рассчета напряжения на внешней части цепи. Сумма токов, проходящих через лампы, равна току источника тока. Так как лампы соединены параллельно, напряжение на них будет одинаково и равно напряжению на внешней части цепи.

Рассчитаем суммарное сопротивление ламп, используя формулу для параллельного соединения:

1 / R_total = 1 / R_1 + 1 / R_2

В нашем случае:

1 / R_total = 1 / 15 + 1 / 10

1 / R_total = 2 / 30 + 3 / 30

1 / R_total = 5 / 30

R_total = 30 / 5 = 6 Ом

Теперь мы можем рассчитать ток, протекающий через лампы, используя закон Ома:

I = U / R

I = 36 В / 6 Ом

I = 6 А

Так как напряжение на внешней части цепи равно напряжению на лампах, то ответ: напряжение на внешней части кола - 36 В.

Для расчета коэффициента полезного действия источника, мы можем использовать формулу:

η = P_total / P_source

где η - коэффициент полезного действия, P_total - общая полезная мощность, P_source - мощность источника тока.

Мощность лампы вычисляется по формуле:

P = U * I,

где P - мощность, U - напряжение, I - ток.

Общая полезная мощность равна сумме мощностей всех ламп:

P_total = P_1 + P_2 = U * I_1 + U * I_2 = U * (I_1 + I_2)

В нашем случае:

P_total = 36 В * (6 А + 6 А) = 36 В * 12 А = 432 Вт.

Мощность источника тока равна произведению электродвижущей силы (ЭДС) на ток:

P_source = U_source * I_source = 36 В * 6 А = 216 Вт.

Тогда, подставив значения в формулу, получим:

η = 432 Вт / 216 Вт = 2.

Ответ: напряжение на внешней части кола - 36 В, коэффициент полезного действия источника - 2.

Совет: Для лучшего понимания электрических цепей и закона Ома, рекомендуется ознакомиться с определениями и принципами работы источников тока, сопротивлений и параллельного соединения элементов. Закончить задание и проверить свои ответы также поможет самостоятельное решение подобных задач.

Дополнительное упражнение: Найдите напряжение на внешней части электрической цепи, если подключено три лампы с сопротивлениями 5 Ом, 8 Ом и 12 Ом, соединенные параллельно между собой. Коэффициент полезного действия источника также необходимо рассчитать. ЭДС источника тока составляет 24 В, а внутреннее сопротивление источника - 2 Ом.