На рисунке представлена схема, в которой электродвижущая сила (ЭДС) источника равна 15 В, а его внутреннее сопротивление составляет 1 Ом. Необходимо определить показания амперметра, у которого внутреннее сопротивление намного меньше 0,01 Ом. Запишите ответ в амперах с точностью до десятых.
Ирина
Для решения данной задачи воспользуемся законом Ома для контура.
Согласно закону Ома, разность потенциалов в контуре равна произведению тока на полное сопротивление контура:
\[U = IR,\]
где \(U\) - разность потенциалов или электродвижущая сила (ЭДС) источника, \(I\) - ток, проходящий через контур, \(R\) - полное сопротивление контура.
В данной задаче известны значение ЭДС источника (\(U = 15\) В) и его внутреннее сопротивление (\(R_{\text{внут}} = 1\) Ом). Требуется найти показания амперметра (\(I_{\text{амперм}}\)), у которого внутреннее сопротивление намного меньше 0.01 Ом. Обозначим внутреннее сопротивление амперметра \(R_{\text{амперм}}\) (полагая его намного меньшим, чем 0.01 Ом).
Зная, что внутреннее сопротивление источника и амперметра объединяются последовательно, мы можем записать общее внутреннее сопротивление \(R_{\text{общ}}\) как сумму их внутренних сопротивлений:
\[R_{\text{общ}} = R_{\text{внут}} + R_{\text{амперм}}.\]
Очевидно, что при \(R_{\text{амперм}} \ll R_{\text{внут}}\), внутреннее сопротивление амперметра практически не оказывает влияния на суммарное внутреннее сопротивление. То есть, практически всю разность потенциалов между выводами источника мы получим на амперметре, а значит, можно записать:
\[U = I_{\text{амперм}} \cdot R_{\text{общ}}.\]
Из этого уравнения найдём показания амперметра:
\[I_{\text{амперм}} = \frac{U}{R_{\text{общ}}}.\]
Подставим известные значения:
\[I_{\text{амперм}} = \frac{15}{1 + R_{\text{амперм}}}.\]
Поскольку \(R_{\text{амперм}} \ll 1\), можно считать, что \(R_{\text{общ}}\) составляется практически только из внутреннего сопротивления источника 1 Ом. Таким образом, мы можем записать приближенную формулу:
\[I_{\text{амперм}} \approx \frac{15}{1 + 1} = 7.5 \, \text{А}.\]
Итак, показания амперметра составляют 7.5 ампер с точностью до десятых. Важно отметить, что этот результат является приближением, так как мы предположили \(R_{\text{амперм}} \ll 1\).
Согласно закону Ома, разность потенциалов в контуре равна произведению тока на полное сопротивление контура:
\[U = IR,\]
где \(U\) - разность потенциалов или электродвижущая сила (ЭДС) источника, \(I\) - ток, проходящий через контур, \(R\) - полное сопротивление контура.
В данной задаче известны значение ЭДС источника (\(U = 15\) В) и его внутреннее сопротивление (\(R_{\text{внут}} = 1\) Ом). Требуется найти показания амперметра (\(I_{\text{амперм}}\)), у которого внутреннее сопротивление намного меньше 0.01 Ом. Обозначим внутреннее сопротивление амперметра \(R_{\text{амперм}}\) (полагая его намного меньшим, чем 0.01 Ом).
Зная, что внутреннее сопротивление источника и амперметра объединяются последовательно, мы можем записать общее внутреннее сопротивление \(R_{\text{общ}}\) как сумму их внутренних сопротивлений:
\[R_{\text{общ}} = R_{\text{внут}} + R_{\text{амперм}}.\]
Очевидно, что при \(R_{\text{амперм}} \ll R_{\text{внут}}\), внутреннее сопротивление амперметра практически не оказывает влияния на суммарное внутреннее сопротивление. То есть, практически всю разность потенциалов между выводами источника мы получим на амперметре, а значит, можно записать:
\[U = I_{\text{амперм}} \cdot R_{\text{общ}}.\]
Из этого уравнения найдём показания амперметра:
\[I_{\text{амперм}} = \frac{U}{R_{\text{общ}}}.\]
Подставим известные значения:
\[I_{\text{амперм}} = \frac{15}{1 + R_{\text{амперм}}}.\]
Поскольку \(R_{\text{амперм}} \ll 1\), можно считать, что \(R_{\text{общ}}\) составляется практически только из внутреннего сопротивления источника 1 Ом. Таким образом, мы можем записать приближенную формулу:
\[I_{\text{амперм}} \approx \frac{15}{1 + 1} = 7.5 \, \text{А}.\]
Итак, показания амперметра составляют 7.5 ампер с точностью до десятых. Важно отметить, что этот результат является приближением, так как мы предположили \(R_{\text{амперм}} \ll 1\).
Знаешь ответ?