Какое напряжение будет на проводнике, если гальванический элемент имеет ЭДС 5,0 В и внутреннее сопротивление 0,2

Лунный_Свет

46

Чтобы решить данную задачу, мы будем использовать закон Ома и формулу для расчета напряжения на проводнике. Давайте разберемся пошагово.

Шаг 1: Запишем данную информацию:

ЭДС гальванического элемента (образующегося напряжения) = 5,0 В
Внутреннее сопротивление гальванического элемента = 0,2 Ом
Сопротивление проводника = 40 Ом

Шаг 2: Воспользуемся законом Ома для расчета силы тока в цепи.

Закон Ома гласит: U = I * R, где U - напряжение, I - ток, R - сопротивление.

Шаг 3: В данной задаче нам необходимо найти напряжение на проводнике, поэтому будем искать значение напряжения U.

У нас имеется гальванический элемент, который является источником напряжения, а также проводник с определенным сопротивлением. Напряжение на проводнике будет зависеть от этих двух факторов.

Шаг 4: Применим формулу для расчета напряжения:

U = ЭДС - (I * Rвнутр),

где U - искомое напряжение на проводнике,
ЭДС - электродвижущая сила гальванического элемента (в нашем случае 5,0 В),
I - сила тока в цепи,
Rвнутр - внутреннее сопротивление гальванического элемента (в нашем случае 0,2 Ом).

Шаг 5: Нам неизвестно значение силы тока I, поэтому мы будем использовать закон Ома для его нахождения.

Закон Ома: U = I * R, где U - напряжение, I - ток, R - сопротивление.

Шаг 6: Применим закон Ома для нахождения силы тока I:

U = I * Rпров,

где U - электродвижущая сила гальванического элемента (в нашем случае 5,0 В),
I - сила тока в цепи,
Rпров - сопротивление проводника (в нашем случае 40 Ом).

Шаг 7: Решим уравнение из шага 6 относительно силы тока I:

I = U / Rпров.

Шаг 8: Подставим найденное значение силы тока I из шага 7 в уравнение из шага 4:

U = ЭДС - (U / Rпров * Rвнутр).

Шаг 9: Упростим уравнение:

Умножим \(U / Rпров\) на \(Rвнутр\):

U = ЭДС - (U * \(Rвнутр / Rпров\)).

Шаг 10: Далее, перенесем \(U\) на левую сторону уравнения:

U + (U * \(Rвнутр / Rпров\)) = ЭДС.

Шаг 11: Мы можем вынести \(U\) за скобку:

U (1 + \(Rвнутр / Rпров\)) = ЭДС.

Шаг 12: Найдем \(U\):

U = ЭДС / (1 + \(Rвнутр / Rпров\)).

Шаг 13: Подставим значения, даннные в задаче, в формулу из шага 12:

U = 5,0 В / (1 + \(0,2 Ом / 40 Ом\)).

Шаг 14: Решим это выражение:

U = 5,0 В / (1 + 0,005).

Шаг 15: Выполним вычисления:

U = 5,0 В / 1,005.

Шаг 16: Делим 5,0 В на 1,005:

U ≈ 4,975 В.

Итак, напряжение на проводнике будет примерно равно 4,975 В.