1) Determine the electromotive force (EMF) of the current source if external forces do work of A = 20 J when a charge
1) Determine the electromotive force (EMF) of the current source if external forces do work of A = 20 J when a charge Q = 2 C is moved within the source.
2) Find the current strength I in the circuit when the EMF of the current source is E = 5 V, internal resistance is g = 0.5 Ω, and external resistance is R = 9.5 Ω.
3) Calculate the internal resistance r of the current source when the EMF of the source is 12 V and the current strength in the circuit is I = 1.2 A with an external resistance of R = 9.5 Ω.
4) Determine the short-circuit current I_short-circuit of the current source with an EMF of E = 20 V when a resistor with resistance R = 50 Ω is connected to it, causing a current strength in the circuit.
2) Find the current strength I in the circuit when the EMF of the current source is E = 5 V, internal resistance is g = 0.5 Ω, and external resistance is R = 9.5 Ω.
3) Calculate the internal resistance r of the current source when the EMF of the source is 12 V and the current strength in the circuit is I = 1.2 A with an external resistance of R = 9.5 Ω.
4) Determine the short-circuit current I_short-circuit of the current source with an EMF of E = 20 V when a resistor with resistance R = 50 Ω is connected to it, causing a current strength in the circuit.
Bulka 31
Хорошо, давайте решим каждую задачу по очереди.1) Нам нужно определить электродвижущую силу (ЭДС) источника тока, если внешние силы выполнили работу A = 20 Дж при перемещении заряда Q = 2 Кл внутри источника.
Для начала, вспомним определение работы: работа, совершенная внешними силами, равна произведению силы на перемещение. В нашем случае, работа A равна перемножению силы F на расстояние d:
\[A = F \cdot d\]
Так как работа производится за счёт перемещения заряда внутри источника, мы можем связать её с электродвижущей силой (ЭДС) E и зарядом Q с помощью следующего соотношения: \(A = E \cdot Q\).
Подставим значения и найдем ЭДС:
\[E = \frac{A}{Q} = \frac{20\,Дж}{2\,Кл} = 10\,В\]
2) Теперь рассмотрим вторую задачу. Нужно найти силу тока I в цепи, если ЭДС источника E равна 5 В, внутреннее сопротивление источника g равно 0.5 Ом, а внешнее сопротивление R составляет 9.5 Ом.
Для решения этой задачи воспользуемся законом Ома: сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сумме сопротивлений в цепи.
Запишем соотношение:
\[E = I \cdot (R + g)\]
где E - ЭДС источника, I - сила тока, R - внешнее сопротивление, g - внутреннее сопротивление.
Разрешим уравнение относительно I:
\[I = \frac{E}{R + g} = \frac{5\,В}{9.5\,Ом + 0.5\,Ом} \approx 0.5\,А\]
3) Теперь решим третью задачу. Нужно найти внутреннее сопротивление r источника тока, при условии, что ЭДС источника E равна 12 В, сила тока в цепи I составляет 1.2 А, а внешнее сопротивление R равно 9.5 Ом.
В данном случае мы можем воспользоваться модифицированным законом Ома, который учитывает внутреннее сопротивление источника. Согласно этому закону, ЭДС источника E равна сумме падений напряжения на внутреннем сопротивлении и внешнем сопротивлении:
\[E = I \cdot (R + r)\]
где E - ЭДС источника, I - сила тока, R - внешнее сопротивление, r - внутреннее сопротивление.
Разрешим уравнение относительно r:
\[r = \frac{E}{I} - R = \frac{12\,В}{1.2\,А} - 9.5\,Ом \approx 1.5\,Ом\]
4) Наконец, решим четвертую задачу. Нам нужно определить короткозамкнутый ток I_короткозамкнутый источника тока при условии, что внутреннее сопротивление источника g равно 0.5 Ом.
Короткозамкнутый ток возникает при отсутствии внешнего сопротивления в цепи. В этом случае, согласно закону Ома, ток определяется только внутренним сопротивлением источника:
\[I_\text{короткозамкнутый} = \frac{E}{g} = \frac{5\,В}{0.5\,Ом} = 10\,А\]
Это и есть ответ на задачу.
Надеюсь, что мои объяснения были понятны. Если у вас возникнут еще какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать их!