Підключення двох ламп з опорами 15 ом і 10 ом паралельно до джерела струму з опором 1 ом. Яка буде напруга на зовнішній

Підключення двох ламп з опорами 15 ом і 10 ом паралельно до джерела струму з опором 1 ом. Яка буде напруга на зовнішній ділянці кола і коефіцієнт корисної дії джерела? Також, будь ласка, намалюйте схему електричного кола та покажіть напрямок струму.
Zhemchug_625

Zhemchug_625

Спасибо за вашу задачу! Чтобы решить данную задачу, нам нужно выполнить несколько шагов.

1. Вначале нарисуем схему электрической цепи.

\[
\begin{array}{c}
\text{+} \quad \Vcenter{\hbox{\includegraphics[scale=0.4]{circuit_diagram.png}}} \quad - \\
\end{array}
\]

Стрелка, обозначенная внутри цепи, показывает направление тока.

2. Мы знаем, что две лампы подключены параллельно. В параллельном соединении напряжение на каждой лампе одинаково, а общий ток делится между лампами.

3. Рассчитаем общее сопротивление параллельно соединенных ламп. Используем формулу для резисторов, подключенных параллельно:

\[
\frac{1}{R_{\text{общ}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}
\]

Подставим значения сопротивлений ламп:

\[
\frac{1}{R_{\text{общ}}} = \frac{1}{15} + \frac{1}{10}
\]

\[
\frac{1}{R_{\text{общ}}} = \frac{2}{30} + \frac{3}{30}
\]

\[
\frac{1}{R_{\text{общ}}} = \frac{5}{30}
\]

\[
\frac{1}{R_{\text{общ}}} = \frac{1}{6}
\]

Теперь найдем общее сопротивление:

\[
R_{\text{общ}} = \frac{6}{1} = 6 \, \text{Ом}
\]

4. Зная общее сопротивление и сопротивление источника тока, мы можем найти общий ток в цепи с помощью закона Ома:

\[
I_{\text{общ}} = \frac{U}{R_{\text{общ}} + R_{\text{ист}}}
\]

Подставим значения:

\[
I_{\text{общ}} = \frac{U}{6+1}
\]

\[
I_{\text{общ}} = \frac{U}{7}
\]

5. Далее, применим закон Ома к каждой лампе, чтобы найти напряжение на зовнішній ділянці кола:

\[
U_1 = I_{\text{общ}} \cdot R_1
\]

\[
U_1 = \frac{U}{7} \cdot 15
\]

\[
U_1 = \frac{15U}{7}
\]

Аналогично, для второй лампы:

\[
U_2 = I_{\text{общ}} \cdot R_2
\]

\[
U_2 = \frac{U}{7} \cdot 10
\]

\[
U_2 = \frac{10U}{7}
\]

6. Находим напряжение на зовнішній ділянці кола, складывая напряжения на обеих лампах:

\[
U_{\text{внеш}} = U_1 + U_2
\]

\[
U_{\text{внеш}} = \frac{15U}{7} + \frac{10U}{7}
\]

\[
U_{\text{внеш}} = \frac{25U}{7}
\]

Таким образом, напряжение на зовнішній ділянці кола составляет \(\frac{25}{7}\) единиц напряжения.

7. Для расчета коэффициента полезного действия источника, необходимо знать мощность, рассеиваемую в цепи. Мощность равна произведению тока на напряжение:

\[
P = I_{\text{общ}} \cdot U
\]

\[
P = \frac{U}{7} \cdot U
\]

\[
P = \frac{U^2}{7}
\]

8. Теперь можно найти коэффициент полезного действия источника, поделив мощность, потребляемую внешней цепью, на полную мощность источника:

\[
\eta = \frac{P_{\text{полез}}}{P_{\text{полн}}}
\]

\[
\eta = \frac{P_{\text{полез}}}{P_{\text{полн}}} = \frac{U_{\text{внеш}} \cdot I_{\text{общ}}}{U_{\text{внеш}} \cdot I_{\text{общ}} + U_{\text{внеш}} \cdot I_{\text{ист}}}
\]

\[
\eta = \frac{\frac{25U}{7} \cdot \frac{U}{7}}{\frac{25U}{7} \cdot \frac{U}{7} + \frac{25U}{7} \cdot \frac{1}{7}}
\]

\[
\eta = \frac{\frac{25U^2}{49}}{\frac{25U^2}{49} + \frac{25U}{49}}
\]

\[
\eta = \frac{25U^2}{25U^2 + 25U}
\]

Таким образом, мы получили значения напряжения на зовнішній ділянці кола и коэффициента полезного действия джерела. Надеюсь, ответ был понятен и полезен для вас. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь и задавайте!
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello