Меню

Найти эдс и внутреннее сопротивление аккумулятора если при токе 15а



Найти эдс и внутреннее сопротивление аккумулятора если при токе 15а

Вопрос по физике:

Решите пожалуйста. Подробно с Дано: и Решение:
1) Определите ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора, если при силе тока 15 А он дает во внешнюю цепь 135 Вт, а при силе тока 6 А во внешней цепи
выделяется 64,8 Вт.

2) Определите сопротивление нити накала лампочки, имеющей номинальную мощность 100 Вт, включенной в сеть с напряжением 220 В.

3) По схеме, изображенной на рисунке, определите общее сопротивление электрической цепи, если Rl= 8 Ом, R2= 2 Ом, R3= 4 Ом, R4= 6 Ом.

Изображение к вопросу

Ответы и объяснения 1

1) по закону Ома для полной цепи ( для самой умной и красивой)

r= (U2-U1)/(I1-I2) U2=P2/I2= 64,8/6=10,8 В U1=P1/I1=135/15=9В

r=(P2/I2 -P1/I1)/ (I1-I2)=1,8/9=0.2 Ом
E=U1+I1*r=9 +15*0,2=12 В
E=U2+I2*r=10,8+6*0,2=12
Ответ E=12 В r=0,2 Ом

2) и 3) решены раньше

3) Rl= 8 Ом, R2= 2 Ом, R3= 4 Ом, R4= 6 Ом

!/R=1/(R1+R2) +1/(R3+R4)=1/10+1/10=2/10
R=10/2=5 Ом
Ответ R=5 Ом

2) P=100 Вт U=220 В R- ?
P=U*I
I=P/U=100/220=10/22=0,4545 А
U=I*R
R=U/I=220/0,454545=484 Ом

2- способ P=U^2/R
R=U^2/P=220^2/100=484 Ом

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

  • Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
  • Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
  • Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

Этого делать не стоит:

  • Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
  • Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
  • Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
  • Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.
Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

Источник

Упражнение 19

Решение упражнений к учебнику Г.Я.Мякишева, Б.Б.Буховцева

1. Электроны, летящие к экрану телевизионной трубки, образуют электронный пучок. В какую сторону направлен ток пучка?

Упражнение 19

2. Определите площадь поперечного сечения и длину медного проводника, если его сопротивление 0,2 Ом, а масса 0,2 кг. Плотность меди 8900 кг/м3, удельное сопротивление 1,7 • 10 -8 Ом • м.

Упражнение 19

3. К концам медного проводника длиной 300 м приложено напряжение 36 В. Найдите среднюю скорость упорядоченного движения электронов в проводнике, если концентрация электронов проводимости в меди 8,5 • 10 28 м-3.

Упражнение 19

4. За некоторый промежуток времени электрическая плитка, включенная в сеть с постоянным напряжением, выделила количество теплоты Q. Какое количество теплоты выделят за то же время две такие плитки, включенные в ту же сеть последовательно? параллельно? Изменение сопротивления спирали в зависимости от температуры не учитывать.

Упражнение 19

5. Чему равно напряжение на клеммах гальванического элемента с ЭДС, равной Е, если цепь разомкнута?

Упражнение 19

6. Чему равна сила тока при коротком замыкании аккумулятора с ЭДС Е = 12 В и внутренним сопротивлением r = 0,01 Ом?

Упражнение 19

7. Батарейка длл карманного фонаря замкнута на резистор переменного сопротивления. При сопротивлении резистора 1,65 Ом напряжение на нем равно 3,30 В, а при сопротивлении 3,50 Ом напряжение равно 3,50 В. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление батарейки.

Упражнение 19

8. Источники тока с ЭДС 4,50 и 1,50 В и внутренними сопротивлениями 1,50 и 0,50 Ом, соединенные, как показано на рисунке 15.11, питают лампу от карманного фонаря. Какую мощность потребляет лампа, если известно, что сопротивление ее нити в нагретом состоянии равно 23 Ом?

Упражнение 19

9. Замкнутая цепь питается от источника с ЭДС Е = 6 В и внутренним сопротивлением 0,1 Ом. Постройте графики зависимости силы тока в цепи, напряжения и мощности на зажимах источника от сопротивления внешнего участка.

Упражнение 19

10. Два элемента, имеющие одинаковые ЭДС по 4,1 В и одинаковые внутренние сопротивления по 4 Ом, соединены одноименными полюсами, от которых сделаны выводы, так что получилась батарейка. Какую ЭДС и какое внутреннее сопротивление должен иметь элемент, которым можно было бы заменить такую батарейку?

Источник

Упражнение 6

1. Параллельно соединенные конденсатор емкостью С = 4 мкФ и резистор сопротивлением R = 3 Ом подключены к источнику тока с ЭДС = 5 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом. Определите заряд на обкладках конденсатора.

2. При подключении к аккумулятору резистора сопротивлением R1 = 1,8 Ом сила тока в цепи равна I1 = 1 А. Если заменить резистор сопротивлением R1 на резистор сопротивлением R2 = 4,8 Ом, то сила тока I2 = 0,4 А. Определите ЭДС аккумулятора.

3. Вольтметр с внутренним сопротивлением R1 = 200 Ом, подключенный к источнику тока с ЭДС = 12 В, показывает U = 11В. Что покажет амперметр с внутренним сопротивлением R2 = 4 Ом, если его подключить к источнику параллельно вольтметру?

4. Вольтметр с внутренним сопротивлением R = 1800 Ом подключают к источнику тока сначала параллельно резистору сопротивлением R1 = 120 Ом, а затем последовательно с резистором сопротивлением R2 = 200 Ом. Чему равно внутреннее сопротивление г источника тока, если показания вольтметра в обоих случаях одинаковы?

5. При каком соотношении сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи с источником постоянного тока во внешнем участке выделяется максимальная мощность?

Читайте также:  Дэу нексия контрольная лампа зарядки аккумулятора

6. К источнику тока подключают сначала резистор сопротивлением R = 3 Ом, а затем последовательно с этим резиcтором резистор, сопротивление которого в m = 20 раз больше. При этом коэффициент полезного действия* увеличился в n = 2 раз. Чему равно внутреннее сопротивление г источника тока?

* Коэффициентом полезного действия цепи называется отношение мощности, выделяющейся во внешнем участке цепи, к мощности, выделяющейся во всей цепи.

7. Замкнутая цепь питается от источника с ЭДС и внутренним сопротивлением r. Постройте графики зависимости силы тока в цепи и напряжения на зажимах источника от внешнего сопротивления R.

8. Вольтметр с сопротивлением R1 = 100 Ом, подключенный к клеммам элемента, показывает разность потенциалов U = 2 В. При замыкании этого же элемента на резистор сопротивлением R = 15 Ом включенный в цепь амперметр показывает силу тока I = 0,1 А. Найдите ЭДС элемента , если сопротивление амперметра R2 = 1 Ом.

9. Сила тока на участке цепи, содержащем аккумулятор, равна 1 А. Электродвижущая сила и внутреннее сопротивление аккумулятора равны соответственно = 4 В и r = 1 Ом. Чему равна разность потенциалов на зажимах аккумулятора?

10. Изобразите графически примерный ход потенциала вдоль замкнутых цепей, изображенных на рисунке 2.67, а—г. Определите силу тока в каждой цепи и разность потенциалов между точками В и А. Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.

примерный ход потенциала

11. Гальванические элементы с ЭДС 1 = 2В и 2 = 1,5В соединены по схеме, изображенной на рисунке 2.68, а. Вольтметр, нуль которого находится посередине шкалы, показывает напряжение U1 = 1 В, причем его стрелка отклоняется в ту же сторону, что и при разомкнутом ключе S. Что будет показывать вольтметр, если соединить элементы по схеме рисунка 2.68, б? Током, ответвляющимся в вольтметр, можно пренебречь.

12. Решите задачу 11 при условии, что при замкнутом ключе S (см. рис. 2.68, а) стрелка вольтметра отклоняется в сторону, противоположную той, в которую она отклонялась при разомкнутом ключе.

13. В каком случае сила тока в цепи, состоящей из двух последовательно соединенных гальванических элементов, замкнутых проводником, меньше силы тока в цепи, которая получится, если один из элементов исключить?

14. При каком значении сопротивления R в цепи (см. рис. 2.64) ток через гальванический элемент с ЭДС 2 не пойдет? При каких значениях R ток через этот элемент будет направлен против сторонних сил, действующих в элементе?

15. Найдите разность потенциалов φA — φВ между точками А и В в цепи, схема которой изображена на рисунке 2.69. ЭДС элементов и их внутренние сопротивления r одинаковы.

16. Найдите разность потенциалов между точками А и С, В и D в цепи, схема которой изображена на рисунке 2.70.

разность потенциалов

17. Зарядка аккумулятора с начальной ЭДС осуществляется зарядной станцией, напряжение в сети которой равно U. Внутреннее сопротивление аккумулятора r. Определите полезную мощность P1 расходуемую на зарядку аккумулятора, и мощность Р2, расходуемую на нагревание аккумулятора.

Определите силу тока

18. Определите силу тока I в резисторе R2 (рис. 2.71), если 1 = 8 В, r1 = 1 Ом, 2 = 10 В, r2 = 2 Ом, R1 = 15 Ом, R2 = 2 Ом.

19. Батарея из n = 40 последовательно соединенных в цепь аккумуляторов заряжается от сети с напряжением 17 = 127 В. Чему равна сила зарядного тока, если ЭДС аккумулятора = 2,5 В, внутреннее сопротивление аккумулятора r = 0,2 Ом и последовательно в цепь включен резистор сопротивлением R = 2 Ом?

20. N одинаковых аккумуляторов соединены последовательно, причем k из них включены навстречу другим. Какая сила тока установится в цепи, если батарею замкнуть на резистор сопротивлением R? ЭДС каждого элемента равна $, внутреннее сопротивление г. 21. Источник с ЭДС 1 и внутренним сопротивлением гх параллельно соединен с источником, ЭДС которого 2, а внутреннее сопротивление равно нулю. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление полученной батареи.

Найдите ЭДС

22. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока, зашунтирован-ного проводником сопротивлением R (рис. 2.72).

23. При каких условиях сила тока в цепи, подключенной к батарее, составленной из последовательно соединенных одинаковых элементов, равна силе тока, даваемой батареей из тех же элементов, соединенных параллельно?

24. Из N = 16 элементов нужно составить батарею, чтобы при внешнем сопротивлении R = 4 Ом сила тока в нем была наибольшей. Как нужно соединить элементы? Внутреннее сопротивление одного элемента r = 0,25 Ом.

25. Батарея, состоящая из N элементов с ЭДС = 1,84 В и внутренним сопротивлением r = 0,5 Ом каждый, собрана из нескольких групп, соединенных последовательно. В каждой группе содержится по n = 4 элемента, соединенных параллельно. Сопротивление внешней цепи R = 3 Ом. При такой группировке элементов во внешнем участке цепи получается максимальная сила тока. Определите число N элементов в батарее и максимальную силу тока I.

Источник

Найти ЭДС и внутреннее сопротивление батареи

Всем доброго времени суток! Прошу помощи с такой вот задачей:

Электрическая схема состоит из аккумуляторной батареи и двух одинаковых
резисторов, соединенных последовательно. При этом напряжение на зажимах батареи V1 =
11 В. Если же резисторы соединить параллельно, то напряжение на зажимах батареи будет
V2 = 8 В. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.

Пытался через закон Ома для полного участка цепи, для каждого из случаев:
V1 = E + I1r
V2 = E + I2r
При это токи так же можно найти:
I1 = E/(2R+r)
I2 = E/( + r)
R — сопротивление резисторов, r — внутренне сопротивление батареи, E — ЭДС батареи. При этом, при подстановке ничего дельного не выходит, как здесь быть? Подскажите как лучше сделать, или может укажите на ошибку.
Заранее спасибо!

Читайте также:  Насосы для лодок с аккумулятором intex

Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь.

Найти ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока
При внешнем сопротивлении 3,75 Ом в цепи идет ток 0,5 А. Когда в цепь ввели сопротивление 1 Ом.

Определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.
Максимальная мощность, выделяющаяся во внешней цепи, равна 12 Вт при силе тока 2 А. Определить ЭДС.

Определить внутреннее сопротивление батареи
Батарея аккумуляторов с э.д.с. ε = 2,8 В включена в цепь по схеме, изображённой на рисунке, где R1.

Пять последовательно соединенных источников, которые имеют одинаковые ЭДС Е=1,2 В и внутреннее сопротивление r
Прошу помощи в решении. Пять последовательно соединенных источников с ЭДС Е=1,2 В и.

Источник

ЭДС. Закон Ома для полной цепи

Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: электродвижущая сила, внутреннее сопротивление источника тока, закон Ома для полной электрической цепи.

До сих пор при изучении электрического тока мы рассматривали направленное движение свободных зарядов во внешней цепи, то есть в проводниках, подсоединённых к клеммам источника тока.

Как мы знаем, положительный заряд :

• уходит во внешнюю цепь с положительной клеммы источника;

• перемещается во внешней цепи под действием стационарного электрического поля, создаваемого другими движущимися зарядами;

• приходит на отрицательную клемму источника, завершая свой путь во внешней цепи.

Теперь нашему положительному заряду нужно замкнуть свою траекторию и вернуться на положительную клемму. Для этого ему требуется преодолеть заключительный отрезок пути — внутри источника тока от отрицательной клеммы к положительной. Но вдумайтесь: идти туда ему совсем не хочется! Отрицательная клемма притягивает его к себе, положительная клемма его от себя отталкивает, и в результате на наш заряд внутри источника действует электрическая сила , направленная против движения заряда (т.е. против направления тока).

Сторонняя сила

Тем не менее, ток по цепи идёт; стало быть, имеется сила, «протаскивающая» заряд сквозь источник вопреки противодействию электрического поля клемм (рис. 1 ).

Рис. 1. Сторонняя сила

Эта сила называется сторонней силой; именно благодаря ей и функционирует источник тока. Сторонняя сила не имеет отношения к стационарному электрическому полю — у неё, как говорят, неэлектрическое происхождение; в батарейках, например, она возникает благодаря протеканию соответствующих химических реакций.

Обозначим через работу сторонней силы по перемещению положительного заряда q внутри источника тока от отрицательной клеммы к положительной. Эта работа положительна, так как направление сторонней силы совпадает с направлением перемещения заряда. Работа сторонней силы называется также работой источника тока.

Во внешней цепи сторонняя сила отсутствует, так что работа сторонней силы по перемещению заряда во внешней цепи равна нулю. Поэтому работа сторонней силы по перемещению заряда вокруг всей цепи сводится к работе по перемещению этого заряда только лишь внутри источника тока. Таким образом, — это также работа сторонней силы по перемещению заряда по всей цепи.

Мы видим, что сторонняя сила является непотенциальной — её работа при перемещении заряда по замкнутому пути не равна нулю. Именно эта непотенциальность и обеспечивает циркулирование электрического тока; потенциальное электрическое поле, как мы уже говорили ранее, не может поддерживать постоянный ток.

Опыт показывает, что работа прямо пропорциональна перемещаемому заряду . Поэтому отношение уже не зависит от заряда и является количественной характеристикой источника тока. Это отношение обозначается :

Данная величина называется электродвижущей силой (ЭДС) источника тока. Как видим, ЭДС измеряется в вольтах (В), поэтому название «электродвижущая сила» является крайне неудачным. Но оно давно укоренилось, так что приходится смириться.

Когда вы видите надпись на батарейке: «1,5 В», то знайте, что это именно ЭДС. Равна ли эта величина напряжению, которое создаёт батарейка во внешней цепи? Оказывается, нет! Сейчас мы поймём, почему.

Закон Ома для полной цепи

Любой источник тока обладает своим сопротивлением , которое называется внутренним сопротивлением этого источника. Таким образом, источник тока имеет две важных характеристики: ЭДС и внутреннее сопротивление.

Пусть источник тока с ЭДС, равной , и внутренним сопротивлением подключён к резистору (который в данном случае называется внешним резистором, или внешней нагрузкой, или полезной нагрузкой). Всё это вместе называется полной цепью (рис. 2 ).

Рис. 2. Полная цепь

Наша задача — найти силу тока в цепи и напряжение на резисторе .

За время по цепи проходит заряд . Согласно формуле (1) источник тока совершает при этом работу:

Так как сила тока постоянна, работа источника целиком превращается в теплоту, которая выделяется на сопротивлениях и . Данное количество теплоты определяется законом Джоуля–Ленца:

Итак, , и мы приравниваем правые части формул (2) и (3) :

После сокращения на получаем:

Вот мы и нашли ток в цепи:

Формула (4) называется законом Ома для полной цепи.

Если соединить клеммы источника проводом пренебрежимо малого сопротивления , то получится короткое замыкание. Через источник при этом потечёт максимальный ток — ток короткого замыкания:

Из-за малости внутреннего сопротивления ток короткого замыкания может быть весьма большим. Например, пальчиковая батарейка разогревается при этом так, что обжигает руки.

Зная силу тока (формула (4) ), мы можем найти напряжение на резисторе с помощью закона Ома для участка цепи:

Читайте также:  Аккумулятор для фотоаппарата панасоник люмикс dmc fz1

Это напряжение является разностью потенциалов между точками и (рис. 2 ). Потенциал точки равен потенциалу положительной клеммы источника; потенциал точки равен потенциалу отрицательной клеммы. Поэтому напряжение (5) называется также напряжением на клеммах источника.

Мы видим из формулы (5) , что в реальной цепи будет — ведь умножается на дробь, меньшую единицы. Но есть два случая, когда .

1. Идеальный источник тока. Так называется источник с нулевым внутренним сопротивлением. При формула (5) даёт .

2. Разомкнутая цепь. Рассмотрим источник тока сам по себе, вне электрической цепи. В этом случае можно считать, что внешнее сопротивление бесконечно велико: . Тогда величина неотличима от , и формула (5) снова даёт нам .

Смысл этого результата прост: если источник не подключён к цепи, то вольтметр, подсоединённый к полюсам источника, покажет его ЭДС.

КПД электрической цепи

Нетрудно понять, почему резистор называется полезной нагрузкой. Представьте себе, что это лампочка. Теплота, выделяющаяся на лампочке, является полезной, так как благодаря этой теплоте лампочка выполняет своё предназначение — даёт свет.

Количество теплоты, выделяющееся на полезной нагрузке за время , обозначим .

Если сила тока в цепи равна , то

Некоторое количество теплоты выделяется также на источнике тока:

Полное количество теплоты, которое выделяется в цепи, равно:

КПД электрической цепи — это отношение полезного тепла к полному:

КПД цепи равен единице лишь в том случае, если источник тока идеальный .

Закон Ома для неоднородного участка

Простой закон Ома справедлив для так называемого однородного участка цепи — то есть участка, на котором нет источников тока. Сейчас мы получим более общие соотношения, из которых следует как закон Ома для однородного участка, так и полученный выше закон Ома для полной цепи.

Участок цепи называется неоднородным, если на нём имеется источник тока. Иными словами, неоднородный участок — это участок с ЭДС.

На рис. 3 и источник тока. ЭДС источника равна , его внутреннее сопротивление считаем равным нулю (усли внутреннее сопротивление источника равно , можно просто заменить резистор на резистор ).

Рис. 3. ЭДС «помогает» току:

Сила тока на участке равна , ток течёт от точки к точке . Этот ток не обязательно вызван одним лишь источником . Рассматриваемый участок, как правило, входит в состав некоторой цепи (не изображённой на рисунке), а в этой цепи могут присутствовать и другие источники тока. Поэтому ток является результатом совокупного действия всех источников, имеющихся в цепи.

Пусть потенциалы точек и равны соответственно и . Подчеркнём ещё раз, что речь идёт о потенциале стационарного электрического поля, порождённого действием всех источников цепи — не только источника, принадлежащего данному участку, но и, возможно, имеющихся вне этого участка.

Напряжение на нашем участке равно: . За время через участок проходит заряд , при этом стационарное электрическое поле совершает работу:

Кроме того, положительную работу совершает источник тока (ведь заряд прошёл сквозь него!):

Сила тока постоянна, поэтому суммарная работа по продвижению заряда , совершаемая на участке стационарным элетрическим полем и сторонними силами источника, целиком превращается в тепло: .

Подставляем сюда выражения для , и закон Джоуля–Ленца:

Сокращая на , получаем закон Ома для неоднородного участка цепи:

или, что то же самое:

Обратите внимание: перед стоит знак «плюс». Причину этого мы уже указывали — источник тока в данном случае совершает положительную работу, «протаскивая» внутри себя заряд от отрицательной клеммы к положительной. Попросту говоря, источник «помогает» току протекать от точки к точке .

Отметим два следствия выведенных формул (6) и (7) .

1. Если участок однородный, то . Тогда из формулы (6) получаем — закон Ома для однородного участка цепи.

2. Предположим, что источник тока обладает внутренним сопротивлением . Это, как мы уже упоминали, равносильно замене на :

Теперь замкнём наш участок, соединив точки и . Получим рассмотренную выше полную цепь. При этом окажется, что и предыдущая формула превратится в закон Ома для полной цепи:

Таким образом, закон Ома для однородного участка и закон Ома для полной цепи оба вытекают из закона Ома для неоднородного участка.

Может быть и другой случай подключения, когда источник «мешает» току идти по участку. Такая ситуация изображена на рис. 4 . Здесь ток, идущий от к , направлен против действия сторонних сил источника.

Рис. 4. ЭДС «мешает» току:

Как такое возможно? Очень просто: другие источники, имеющиеся в цепи вне рассматриваемого участка, «пересиливают» источник на участке и вынуждают ток течь против . Именно так происходит, когда вы ставите телефон на зарядку: подключённый к розетке адаптер вызывает движение зарядов против действия сторонних сил аккумулятора телефона, и аккумулятор тем самым заряжается!

Что изменится теперь в выводе наших формул? Только одно — работа сторонних сил станет отрицательной:

Тогда закон Ома для неоднородного участка примет вид:

где по-прежнему — напряжение на участке.

Давайте соберём вместе формулы (7) и (8) и запишем закон Ома для участка с ЭДС следующим образом:

Ток при этом течёт от точки к точке . Если направление тока совпадает с направлением сторонних сил, то перед ставится «плюс»; если же эти направления противоположны, то ставится «минус».

Источник