Расчетное задание №4. Замкнутая цепь состоит из реостата и источника тока (рисунок 1)

УСЛОВИЕ:

Рисунок 1

Замкнутая цепь состоит из реостата и источника тока (рисунок 1). Источник тока имеет ЭДС и внутренне сопротивление Ом. Сопротивление реостата может принимать 11 значений от 0 до 20 Ом с шагом Ом. Значения задаются для каждого варианта.

ЗАДАНИЕ:

Определить:

1. Определить для каждого из 11 значений R величину силы тока I, напряжения U и мощности Р на внешнем участке цепи и КПД . Полученные данные занести в таблицу.

2. Построить графики зависимости силы тока I и напряжения U от сопротивления реостата R.

3. Построить графики зависимости полезной мощности Р и КПД от сопротивления реостата R.

4. Определить по графикам сопротивления R, при которых:

- сила тока максимальна;

- напряжение и КПД достигают наибольшего значения;

- мощность максимальна.

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ:

Дано:

=10 В, r =4 Ом.

Решение:

Нарисовать рисунок 1 в тетрадь.

1. Сопротивление реостата принимает значение от 2 до 20 с шагом 2 Ом.

R (Ом)
I (А)	2,5	1,7	1,3	1,0	0,83	0,71	0,63	0,56	0,5	0,45	0,42
U (В)		3,3	5,0	6,0	6,6	7,1	7,6	7,8	8,0	8,1	8,4
P (Вт)		5,5	6,3	6,0	5,5	5,5	4,8	4,4	4,0	3,6	3,5
(%)

- Сила тока для каждого значения R находится из закона Ома для замкнутой цепи:

- Напряжение U на внешнем участке цепи рассчитывается по закону Ома для участка цепи:

- Мощность Р на внешнем участке цепи рассчитываем, по формуле:

- КПД рассчитывается по формуле

2. Графики зависимости силы тока I и напряжения U от сопротивления реостата R:

3. Графики зависимости мощности Р и КПД от сопротивления реостата R:

4. Определение сопротивления R.

- Сила тока максимальна при R =0 (ток короткого замыкания).

- Напряжение и КПД достигают наибольшего значения при максимальном значении сопротивления R =20 (Ом).

- Мощность максимальна, когда R=r =4 Ом, при этом =50%

Таким образом, при увеличении внешнего сопротивления:

- напряжение на внешнем участке и КПД увеличиваются;

- сила тока уменьшается;

- мощность, достигнув максимального значения, уменьшается.

ВАРИАНТЫ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ:

Вариант/ Дано

(В)

Вариант/ Дано

(В)