Из выражения (5) можно определить падение напряжения на концах внешнего участка замкнутой цепи:
U = ε - Ir. (7)
Мощность тока внешнего участка цепи (её иногда называют полезной мощностью):
Pполез = IU = ε2R
(R+r)2.
(8)
При R = r мощность тока, выделяемая на сопротивление R, будет максимальной. Полная же мощность цепи:
Pполн = IE =
ε2R
(R+r)2.
(9)
Отношение полезной мощности цепи к её полной мощности называется коэффициентом полезного действия (КПД):
η = Pполез
Pполн •
100% = IU
Iε • 100% = U
ε • 100%
или
η = R
R+r ⋅ 100%
(10)
ПРИЕМЕНЕНИЕ | ИССЛЕДОВАНИЕ | 2 |
Задача 2. Докажите, что сила тока в полной цепи определяется выражением I = ε
R+r.
Подсказка. 1. Учтите, что при прохождении тока по полной цепи на внешнем и внутреннем участках цепи выделяется тепло Джоуля-Ленца. 2. Напишите формулу Джоуля-Ленца для обоих участков и закон сохранения энергии для полной цепи.
№ | Вопросы | Знаю | |||
слабо | средне | хорошо | |||
1
|
На рисунке изображен график зависимости U(I) для источника тока. Определите: а) ЭДС источника;
b) силу тока короткого замыкания;
c) внутреннее сопротивление источника; d) внешнее сопротивление цепи при значении силы тока I = 4A. |
|
|||
2
|
При равенстве внешнего сопротивления 3 Ом сила тока равна 2 А, при равенстве внешнего сопротивления 6 Ом сила тока равна 1,5 А. Определите: а) внутреннее сопротивление источника; b) ЭДС источника. |
ЧТО ВЫ УЗНАЛИ? | Запишите в рабочих листках определения следующих понятий: "закон Ома для полной цепи", "сторонние силы", "источник тока", "сила тока короткого замыкания», "ЭДС замкнутой цепи", "КПД полной цепи". |