На рисунке ниже изображена электрическая цепь, состоящая из резисторов R1=R, R2=2R источника с внутренним сопротивлением r=R и ключа K. Когда ключ K разомкнут, на резисторе R1 выделяется мощность P1=4,9Вт. Какая мощность выделяется во внешней цепи при замкнутом ключе K?
Решение
Схема цепи в первом случае:
По закону Ома для полной цепи: I1=R1+rε I1=R+Rε=2Rε Тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи в этом случае: P1=I12R1=4R2ε2⋅R=4Rε⇒ε2=4P1R Схема цепи во втором случае:
Общее сопротивление внешней цепи: Rобщ=R1+R2R1R2=R+2RR⋅2R=32R Сила тока в цепи: I2=Rобщ+rε=32R+Rε=35Rε=53Rε Тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи в этом случае: P2=I22Rобщ=5232⋅R2ε2⋅32R=256⋅Rε2=256⋅R4P1R=2524P1=2524⋅4,9=4,704Вт