Источник тока с ЭДС 1,25 В и внутренним сопротивлением 0,4 Ом питает лампу, рассчитанную на напряжение U1 = 1 В. Сопротивление лампы R1 = 10 Ом. Вычислить сопротивление подводящих проводов R2 и найти напряжение на них U2. В ответе указать напряжение U2 в вольтах с точностью до сотых.
1) Для начала мы можем использовать закон Ома, чтобы найти силу тока в цепи. Закон Ома гласит: I = U/R, где I - сила тока, U - напряжение, R - сопротивление. В данном случае, мы имеем входное напряжение 1,25 В и внутреннее сопротивление 0,4 Ом. Подставим значения в формулу:
I = 1,25 В / (0,4 Ом)
I ≈ 3,13 А (сила тока в цепи)
2) Далее мы можем использовать закон Кирхгофа о замкнутых цепях для нахождения сопротивления подводящих проводов. Закон Кирхгофа гласит: сумма падений напряжения в замкнутой цепи равна сумме ЭДС и падений напряжений на различных элементах цепи. В данном случае, подводящие провода и лампа образуют замкнутую цепь.
Падение напряжения на подводящих проводах будет равно силе тока, умноженной на сопротивление подводящих проводов. Обозначим это сопротивление как R2.
Формула для нахождения падения напряжения на подводящих проводах:
U2 = I * R2
3) Чтобы найти сопротивление подводящих проводов, нужно выразить его через известные величины. Напряжение на лампе U1 равно 1 В, а сопротивление лампы R1 равно 10 Ом. Мы можем найти силу тока в лампе, используя снова закон Ома:
I = U1 / R1
I = 1 В / 10 Ом
I = 0,1 А (сила тока в лампе)
4) Теперь мы можем использовать закон Кирхгофа, чтобы найти падение напряжения на лампе. Падение напряжения на лампе будет равно силе тока, умноженной на сопротивление лампы:
U1 = I * R1
U1 = 0,1 А * 10 Ом
U1 = 1 В (падение напряжения на лампе)
5) Возвращаясь к формуле для падения напряжения на подводящих проводах, мы можем получить:
U2 = I * R2
Теперь, мы знаем, что I = 3,13 А, а U2 = 1 В.
Подставляя значения:
1 В = 3,13 А * R2
R2 = 1 В / 3,13 А
≈ 0,32 Ом (сопротивление подводящих проводов)
6) Наконец, мы можем найти напряжение на подводящих проводах, используя снова закон Ома:
U2 = I * R2
U2 = 3,13 А * 0,32 Ом
U2 ≈ 1 В (напряжение на подводящих проводах)
Итак, сопротивление подводящих проводов R2 составляет примерно 0,32 Ома, а напряжение на них U2 равно примерно 1 Вольт.