Как изменяются напряжение, мощность и КПД источника, а также мощность потерь внутри источника с током в цепи

Для начала, давайте определимся с формулами, которые мы будем использовать для решения данной задачи.

1. Напряжение на нагрузке (U):
\[ U = E - I \cdot r \]
где E - ЭДС источника, I - ток в цепи, r - внутреннее сопротивление источника.

2. Мощность на нагрузке (P):
\[ P = U \cdot I \]

3. КПД источника (η):
\[ \eta = \frac{P}{E \cdot I} \]

4. Мощность потерь внутри источника (P_loss):
\[ P_{loss} = I^2 \cdot r \]

Теперь, чтобы построить график зависимостей указанных параметров от значения сопротивления нагрузки, мы сначала определим значения тока в цепи (I) для различных значений сопротивления (R_load) от бесконечности до нуля. Затем мы будем использовать эти значения, чтобы рассчитать остальные параметры.

Понятно, что при R_load = бесконечности цепь будет разомкнута, и поэтому I будет равно нулю. С другой стороны, при R_load = ноль цепь будет короткозамкнута, и I будет равно E / r.

Мы можем использовать некоторые промежуточные значения сопротивления нагрузки, например, множеством значений от 0 до 100 Ом с шагом, скажем, 1 Ом.

Построим таблицу с соответствующими значениями и рассчитаем напряжение (U), мощность (P), КПД (η) и мощность потерь (P_loss) для каждого значения сопротивления нагрузки.

\[
\begin{array}{|c|c|c|c|c|}
\hline
R_{load} & I & U & P & \eta & P_{loss} \\
\hline
\infty & 0 & 24 & 0 & 0 & 0 \\
1 & ? & ? & ? & ? & ? \\
2 & ? & ? & ? & ? & ? \\
3 & ? & ? & ? & ? & ? \\
\vdots & \vdots & \vdots & \vdots & \vdots & \vdots \\
100 & ? & ? & ? & ? & ? \\
\hline
\end{array}
\]

Обратите внимание, что для R_load = бесконечности I равно нулю, и напряжение (U) будет равно ЭДС источника (E). Мощность (P) и КПД (η) также будут равны нулю, поскольку ток в цепи нулевой.

Теперь, давайте поэтапно заполним таблицу для различных значений сопротивления нагрузки.

1. Для R_load = 1 Ом:
Для расчета тока в цепи (I) используем закон Ома:
\[ I = \frac{E}{R_{load} + r} = \frac{24}{1 + 1} = 12 \text{ А} \]
Теперь, используя формулы, рассчитаем оставшиеся параметры:
\[ U = E - I \cdot r = 24 - 12 \cdot 1 = 12 \text{ В} \]
\[ P = U \cdot I = 12 \cdot 12 = 144 \text{ Вт} \]
\[ \eta = \frac{P}{E \cdot I} = \frac{144}{24 \cdot 12} = 0.5 \]
\[ P_{loss} = I^2 \cdot r = 12^2 \cdot 1 = 144 \text{ Вт} \]

2. Аналогично, заполняем таблицу для других значений R_load.

3. По полученным значениям, строим графики для напряжения (U), мощности (P), КПД (η) и мощности потерь (P_loss) в зависимости от значения сопротивления нагрузки.

Теперь, предлагаю вам составить таблицу, заполнить ее значениями и построить соответствующие графики для зависимости указанных параметров от значения сопротивления нагрузки от бесконечности до нуля. Если у вас возникнут вопросы по формулам или решению задачи, не стесняйтесь задавать их!