W obwodzie pokazanym na rysunku 5.1. jest spełniony warunek Uo = 0,2E. Ile razy wzrośnie wartość tego napięcia po zwarciu wyłącznika W, jeżeli Rw = 10 Ω oraz R = 50 Ω? Ile razy wzrośnie wartość mocy wydzielanej w rezystancji Ro odbiornika?

W obwodzie pokazanym na rysunku 5.1. jest spełniony warunek Uo = 0,2E. Ile razy wzrośnie wartość tego napięcia po zwarciu wyłącznika W, jeżeli Rw = 10 Ω oraz R = 50 Ω? Ile razy wzrośnie wartość mocy wydzielanej w rezystancji Ro odbiornika?
Odpowiedź

Zapiszmy równanie, z którego wyznaczymy wartość oporu odbiornika (napięcie na oporze odbiornika wynosi 0,2E, a jest jednocześnie iloczynem prądu płynącego w obwodzie i oporu odbiornika): [latex]frac{E}{R_w+R+R_o}cdot R_o=0,2E Big|:E[/latex] [latex]frac{1}{R_w+R+R_o}cdot R_o=0,2[/latex] [latex]R_o=0,2cdot (R_w+R+R_o)[/latex] [latex]R_o-0,2cdot R_o=0,2cdot (R_w+R)[/latex] [latex]0,8cdot R_o=0,2cdot (R_w+R)[/latex] [latex]R_o=frac{0,2cdot (R_w+R)}{0,8}[/latex] [latex]R_o=frac{1}{4}(R_w+R)=frac{1}{4}(50Omega+10Omega)=frac{1}{4}cdot 60Omega=oxed{15Omega}[/latex] Napięcie odbiornika po zwarciu klucza jest równe iloczynowi prądu płynącego przez obwód i oporu odbiornika. Prąd płynący przez obwód jest z kolei ilorazem SEM i sumy oporów - oporu wewnętrznego i odbiornika: [latex]U_{oz}=frac{E}{R_w+R_o}cdot R_o=frac{E}{10Omega+15Omega}cdot 15Omega=frac{15}{25}E=0,6E[/latex] Wartość napięcia po zwarciu klucza wzrośnie [latex]frac{0,6E}{0,2E}=oxed{3}[/latex] razy. Obliczmy ile razy wzrośnie moc wydzielona na oporze odbiornika: [latex]n=frac{P_z}{P}=frac{frac{U_{oz}^2}{R_o}}{frac{U_o^2}{R_o}}=Big(frac{U_{oz}}{U_o}Big)^2=Big(frac{0,6E}{0,2E}Big)^2=3^2=oxed{9}[/latex] Odpowiedź: Po zwarciu klucza napięcie na odbiorniku wzrośnie trzykrotnie, a moc - dziewięciokrotnie. W razie wątpliwości proszę o pytania w komentarzach.

Dodaj swoją odpowiedź