№826 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: Генератор питает 50 ламп сопротивлением 300 Ом каждая, соединенных параллельно. Напряжение на зажимах генератора 128 В, его внутреннее сопротивление 0,1 Ом, а сопротивление подводящей линии 0,4 Ом. Найти силу тока в линии, ЭДС генератора, напряжение на лампах, полезную мощность, потерю мощности на внутреннем сопротивлении генератора и на подводящих проводах.

Дано

$$n=50$$
$$R_1=300\ \Omega$$
$$U=128\ \text{В}$$
$$r=0{,}1\ \Omega$$
$$R_2=0{,}4\ \Omega$$

Найти: $$I,\ \varepsilon,\ U_1,\ P_{\text{пол}},\ P_r,\ P_{R_2}$$.

Ход решения

Общее сопротивление 50 одинаковых ламп, соединённых параллельно:

$$R_{50}=\frac{R_1}{n}=\frac{300}{50}=6\ \Omega$$

Сопротивление внешней части цепи:

$$R=R_{50}+R_2=6+0{,}4=6{,}4\ \Omega$$

Сила тока в линии:

$$I=\frac{U}{R}=\frac{128}{6{,}4}=20\ \text{А}$$

ЭДС генератора:

$$\varepsilon=U+Ir=128+20\cdot 0{,}1=130\ \text{В}$$

Напряжение на лампах:

$$U_1=IR_{50}=20\cdot 6=120\ \text{В}$$

Полезная мощность, выделяемая в лампах:

$$P_{\text{пол}}=\frac{U_1^2}{R_{50}}=\frac{120^2}{6}=2400\ \text{Вт}=2{,}4\ \text{кВт}$$

Потеря мощности на внутреннем сопротивлении генератора:

$$P_r=I^2r=20^2\cdot 0{,}1=40\ \text{Вт}$$

Потеря мощности на подводящих проводах:

$$P_{R_2}=I^2R_2=20^2\cdot 0{,}4=160\ \text{Вт}$$

Ответ

$$I=20\ \text{А},\ \varepsilon=130\ \text{В},\ U_1=120\ \text{В},\ P_{\text{пол}}=2{,}4\ \text{кВт},\ P_r=40\ \text{Вт},\ P_{R_2}=160\ \text{Вт}.$$