Просто о физике, математике, электротехнике
Просто о физике, математике, электротехнике
Категория: Закон Ома, Электрический ток

Внутреннее сопротивление источника

На внутреннем сопротивлении источника, как и на внешнем, происходит падение напряжения. Поэтому напряжение на зажимах источника  меньше ЭДС как раз на эту величину.

Задача 1. Гальванический элемент с ЭДС E = 1,5 В и внутренним сопротивлением r = 0,5 Ом замкнут накоротко. Определить силу тока короткого замыкания.

При коротком замыкании  сопротивляться току будет только внутреннее сопротивление источника:

    \[I=\frac{E}{r}=\frac{1,5}{0,5}=3\]

Ответ: 3 А.

Задача 2. ЭДС элемента E = 1,5 В, а внутреннее сопротивление r=  0,50 Ом. Какой будет сила тока во внешней цепи, если ее сопротивление равно 0,50; 1; 2 Ом?

К внутреннему сопротивлению здесь добавится еще внешнее сопротивление нагрузки, тогда

    \[I=\frac{E}{r+R}\]

Следовательно

    \[I_1=\frac{E}{r+R_1}=\frac{1,5}{0,5+0,5}=1, 5\]

    \[I_2=\frac{E}{r+R_2}=\frac{1,5}{0,5+1}=1\]

    \[I_3=\frac{E}{r+R_3}=\frac{1,5}{0,5+2}=0,6\]

Ответ: I_1=1, 5 А, I_2=1 А, I_3=0,6 А.

Задача 3. Каково внутреннее сопротивление элемента, если его ЭДС E = 1,2 В и при внешнем сопротивлении R = 5 Ом сила тока I= 0,2 А?

    \[I=\frac{E}{r+R}\]

Следовательно

    \[r+R=\frac{E}{I}=\frac{1,2}{0,2}=6\]

Таким образом, при R=5 r=1.

Ответ: r=1 Ом.

Задача 4. ЭДС батарейки от карманного фонаря E = 3,7 В, внутреннее сопротивление r= 1,5 Ом. Батарейка замкнута на сопротивление R= 11,7 Ом. Каково напряжение на зажимах батарейки?

Определим сначала ток:

    \[I=\frac{E}{r+R}=\frac{3,7}{11,7+1,5}=0,28\]

Следовательно, на внутреннем сопротивлении источника произойдет падение напряжения

    \[U_r=I r=0,28\cdot 1,5=0,42\]

На зажимах батарейки будет напряжение

    \[U=E-U_r=3,7-0,42=3,28\]

Ответ: U=3,28 В.

Задача 5. ЭДС батареи E = 6 В, внешнее сопротивление цепи R = 11,5 Ом, а внутреннее –r = 0,5 Ом. Найти силу тока в цепи, напряжение на зажимах батареи и падение напряжения внутри батареи.

Определим сначала ток:

    \[I=\frac{E}{r+R}=\frac{6}{11,5+0,5}=0,5\]

Следовательно, на внутреннем сопротивлении источника произойдет падение напряжения

    \[U_r=I r=0,5\cdot 0,5=0,25\]

На зажимах батарейки будет напряжение

    \[U=E-U_r=6-0,25=5,75\]

Ответ: U=5,75 В.

Задача 6. Каково напряжение U на полюсах источника с ЭДС, равной E, когда сопротивление внешней части цепи равно внутреннему сопротивлению источника?
Определим сначала ток:

    \[I=\frac{E}{r+R}=\frac{E}{2r}\]

На внутреннем сопротивлении упадет

    \[U=Ir=\frac{E}{2}\]

Таким же будет напряжение на зажимах источника.

Ответ: U=\frac{E}{2}.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *