Какое напряжение возникает на клеммах источника тока, имеющего ЭДС 2 В и внутреннее сопротивление 0,8 Ом, если

Magnitnyy_Zombi_9505

62

Для решения данной задачи мы можем использовать закон Ома и формулу для мощности.

1. Найдем сопротивление никелинового провода. Для этого воспользуемся формулой:
$$R=\frac{\rho \cdot L}{S}$$
где $R$ - сопротивление провода, $\rho$ - удельное сопротивление материала провода (для никелинового провода $\rho =6.84\times {10}^{-7}$ Ом·м), $L$ - длина провода, $S$ - поперечное сечение провода.

Подставляем известные значения и находим:
$$R=\frac{6.84\times {10}^{-7}\cdot 2.1}{0.2\times {10}^{-6}}=7.14\text{Ом}$$

2. Теперь найдем суммарное сопротивление цепи, учитывая внутреннее сопротивление источника тока. В данном случае, общее сопротивление цепи будет равно сумме сопротивления провода и внутреннего сопротивления источника тока:
$$R_{\text{общ}}=R_{\text{провода}}+R_{\text{источника}}=7.14+0.8=7.94\text{Ом}$$

3. Используя закон Ома ($U=I\cdot R$), где $U$ - напряжение, $I$ - сила тока, $R$ - сопротивление, найдем силу тока в цепи:
$$I=\frac{\text{ЭДС}}{R_{\text{общ}}}=\frac{2}{7.94}\approx 0.252\text{А}$$

4. Для определения напряжения на источнике тока можно использовать любое из двух возможных методов:

a. Метод суммирования падений напряжения. Здесь мы просто складываем напряжение на источнике тока и напряжение на проводе:
$$U_{\text{источника}}=U_{\text{источника}}+U_{\text{провода}}=2+I\cdot R_{\text{провода}}=2+0.252\cdot 7.14\approx 2.18\text{В}$$

b. Метод замещения источника тока. Заменяем источник тока его внутренним сопротивлением и участвующей в цепи частью. В этом случае напряжение на источнике тока будет равно произведению силы тока на внутреннее сопротивление:
$$U_{\text{источника}}=I\cdot R_{\text{источника}}=0.252\cdot 0.8=0.2016\text{В}$$

5. Теперь рассчитаем мощность, потребляемую во внешней части цепи, используя формулу для мощности ($P=I^2\cdot R$):
$$P=I^2\cdot R_{\text{провода}}={0.252}^2\cdot 7.14\approx 0.046\text{Вт}$$

Таким образом, на клеммах источника тока возникает напряжение около 2.18 В. Внешняя часть цепи потребляет примерно 0.046 Вт мощности.