Показание Амперметра при Внутреннем Сопротивлении Источника

13. Электрическая цепь состоит из источника тока с постоянной ЭДС и внутренним сопротивлением и внешнего сопротивленя . Определить, как зависит полезная мощность, выделяемая на внешнем сопротивлении, и КПД источника в цепи от величины внешнего сопротивления . Построить графики этих зависимостей. При какой величине сопротивленя тепловая мощность, выделяемая в нем, будет максимальна?

Решение.

Для нахождения тока следует воспользоваться законом Ома для замкнутой цепи

IR+Ir-Є=0.

Отсюда получается ток I=Є/(R+r). Мощность, выделяющуюся в сопротивлении, следует найти по закону Джоуля-Ленца:

WR=I2R=Є2R/(R+r)2

Мощность, расходуемая источником тока:

WЄ=ЄI=Є2/(R+r)

Тогда КПД составит:

КПД= WR/ WЄ =R/(R+r)

Для нахождения максимальной мощности, выделяющейся в сопротивлении, используем условие максимума функции:

dWR/dR=Є2[((R+r)2-2R(R+r)]/ (R+r)4=Є2(r-R)/(R+r)3=0,

т.е. максимальная мощность выделяется в сопротивлении при R=r и составляет

(WR)макс=Є2/4r

14. В электрической цепи определить показания идеальных вольтметра и амперметра. ЭДС источников тока и их внутренние сопротивления равны соответственно: Є1=9 В, Є2= 12В, r1=3 Ом, r2=4 Ом, сопротивление резистора =5 Ом. Какое количество тепла выделится в резисторе за время t=10 с?

.

Идеальный вольтметр обладает бесконечным внутренним сопротивленим, идеальный амперметр – нулевым внутренним сопротивленим. По закону Джоуля-Ленца в резисторе за время выделится энергия Q=I2Rt. Таким образом, требуется найти ток через резистор R.

По первому правилу Кирхгофа имеем:

I1+I2=I

Выберем направление обхода контуров по часовой стрелке. Для контуров, содержащих резистор и источники тока по второму правилу...

• Амперметр для Измерения Переменного Тока
• Вольтметр Амперметр Постоянного Тока Своими Руками
• Подключение Амперметра Через Трансформатор Тока
• Включение Амперметра и Вольтметра в Электрическую Цепь