С каким КПД работает источник тока в цепи, если Е =100 В, r 1 = 0,5 Ом, r 2 = 2,5 Ом и r 3 = r 4 = r 5 = 6 Ом (рис. 41)?
Условие:
С каким КПД работает источник тока в цепи, если Е =100 В, r 1 = 0,5 Ом, r 2 = 2,5 Ом и r 3 = r 4 = r 5 = 6 Ом (рис. 41)?
Решение:
Для определения КПД (коэффициента полезного действия) источника тока в цепи, нужно знать мощность, выделяющуюся на нагрузке, и мощность, потребляемую источником тока.
Мощность, выделяющаяся на нагрузке, можно рассчитать по формуле P = I^2 * R, где I - ток, протекающий через нагрузку, а R - сопротивление нагрузки.
Суммарное сопротивление цепи можно рассчитать как сумму всех сопротивлений в цепи: R_total = r1 + r2 + r3 + r4 + r5.
Ток, протекающий через цепь, можно рассчитать по закону Ома: I = E / R_total, где E - напряжение источника тока.
Теперь мы можем рассчитать мощность, выделяющуюся на нагрузке: P_load = I^2 * r5.
Мощность, потребляемая источником тока, равна сумме мощностей на нагрузке и потерях во внутреннем сопротивлении источника: P_source = P_load + I^2 * r1.
Теперь, зная мощность на нагрузке и мощность источника тока, мы можем рассчитать КПД: efficiency = P_load / P_source.
Подставляя значения в формулы, получаем:
R_total = 0,5 Ом + 2,5 Ом + 6 Ом + 6 Ом + 6 Ом = 21 Ом
I = 100 В / 21 Ом ≈ 4,76 А
P_load = (4,76 А)^2 * 6 Ом ≈ 136 Вт
P_source = 136 Вт + (4,76 А)^2 * 0,5 Ом ≈ 136 Вт + 11,4 Вт ≈ 147,4 Вт
efficiency = 136 Вт / 147,4 Вт ≈ 0,92
Таким образом, КПД источника тока в данной цепи составляет около 0,92 или 92%.