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
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!
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?