Источник электрической энергии включен на сопротивление R1 = 10 Ом и дает ток I1 = 3 А. Если тот же источник включить на сопротивление R2 = 20 Ом, то ток I2 = 1,6 А. Найти эдс и внутреннее сопротивление источника r.
Для решения данной задачи мы будем использовать закон Ома и закон Кирхгофа.
Закон Ома гласит, что ток в цепи пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению:
I = V / R
Закон Кирхгофа для цепей с общей точкой говорит о том, что сумма напряжений в замкнутом контуре равна нулю:
E = I * (R + r)
где E - эдс источника, R - внешнее сопротивление (сумма R1 и R2), r - внутреннее сопротивление источника.
Перейдем к решению:
1. Для определения эдс источника E подставим известные значения в формулу для тока на сопротивлении R1:
I1 = E / (R1 + r)
3 A = E / (10 Ω + r)
2. Аналогично для второго случая, используя данные для сопротивления R2:
I2 = E / (R2 + r)
1.6 A = E / (20 Ω + r)
3. Решим полученную систему уравнений:
3 A = E / (10 Ω + r)
1.6 A = E / (20 Ω + r)
Перейдем к избавлению от дробей:
3 A * (10 Ω + r) = E
1.6 A * (20 Ω + r) = E
4. Подставим E из первого уравнения во второе:
1.6 A * (20 Ω + r) = 3 A * (10 Ω + r)
5. Раскроем скобки:
1.6 A * 20 Ω + 1.6 A * r = 3 A * 10 Ω + 3 A * r
6. Соберем все значения с r на одну сторону уравнения:
1.6 A * r - 3 A * r = 3 A * 10 Ω - 1.6 A * 20 Ω
-1.4 A * r = 30 A * Ω - 32 A * Ω
-1.4 A * r = -2 A * Ω
7. Поделим обе части уравнения на -1.4 A:
r = -2 A * Ω / -1.4 A
r = 1.43 Ω
Таким образом, внутреннее сопротивление источника равно 1.43 Ом.
8. Чтобы найти эдс источника E, подставим найденное значение r и одно из уравнений системы:
3 A = E / (10 Ω + 1.43 Ω)
3 A = E / 11.43 Ω
Перемножим обе части на 11.43 Ω:
E = 3 A * 11.43 Ω
E = 34.29 В
Закон Ома гласит, что ток в цепи пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению:
I = V / R
Закон Кирхгофа для цепей с общей точкой говорит о том, что сумма напряжений в замкнутом контуре равна нулю:
E = I * (R + r)
где E - эдс источника, R - внешнее сопротивление (сумма R1 и R2), r - внутреннее сопротивление источника.
Перейдем к решению:
1. Для определения эдс источника E подставим известные значения в формулу для тока на сопротивлении R1:
I1 = E / (R1 + r)
3 A = E / (10 Ω + r)
2. Аналогично для второго случая, используя данные для сопротивления R2:
I2 = E / (R2 + r)
1.6 A = E / (20 Ω + r)
3. Решим полученную систему уравнений:
3 A = E / (10 Ω + r)
1.6 A = E / (20 Ω + r)
Перейдем к избавлению от дробей:
3 A * (10 Ω + r) = E
1.6 A * (20 Ω + r) = E
4. Подставим E из первого уравнения во второе:
1.6 A * (20 Ω + r) = 3 A * (10 Ω + r)
5. Раскроем скобки:
1.6 A * 20 Ω + 1.6 A * r = 3 A * 10 Ω + 3 A * r
6. Соберем все значения с r на одну сторону уравнения:
1.6 A * r - 3 A * r = 3 A * 10 Ω - 1.6 A * 20 Ω
-1.4 A * r = 30 A * Ω - 32 A * Ω
-1.4 A * r = -2 A * Ω
7. Поделим обе части уравнения на -1.4 A:
r = -2 A * Ω / -1.4 A
r = 1.43 Ω
Таким образом, внутреннее сопротивление источника равно 1.43 Ом.
8. Чтобы найти эдс источника E, подставим найденное значение r и одно из уравнений системы:
3 A = E / (10 Ω + 1.43 Ω)
3 A = E / 11.43 Ω
Перемножим обе части на 11.43 Ω:
E = 3 A * 11.43 Ω
E = 34.29 В
Таким образом, эдс источника равно 34.29 В.