В цепь, питаемую элементом с внутренним сопротивлением 3 Ом входят два резистора сопротивлениями R1=R2=28Oм, включенные параллельно, и резистор сопротивление R3=40 Ом. Параллельно резистору сопротивлением R3 подключен конденсатор электроемкостью 5мкФ, заряд которого 4.2мкКл. Определите ЭДС элемента.
Для начала определим суммарное сопротивление резисторов R1 и R2, подключенных параллельно:
1/Rп = 1/R1 + 1/R2
1/Rп = 1/28 + 1/28
1/Rп = 2/28
Rп = 14 Ом
Теперь определим общее сопротивление цепи:
R = Rп + R3
R = 14 + 40
R = 54 Ом
Теперь определим силу тока в цепи по закону Ома:
I = U/R
I = U/54
Так как суммарный заряд на конденсаторе равен 4.2мкКл, то можно найти напряжение на конденсаторе:
U = q/C
U = 4.2 10^-6 / 5 10^-6
U = 0.84 В
Таким образом, подставляем найденное напряжение и общее сопротивление в формулу для силы тока:
0.84 = I * 54
I = 0.84 / 54
I ≈ 0.0156 А
Наконец, для определения ЭДС элемента используем закон Кирхгофа для петли:
E - Ir1 - Ir2 - Ir3 - U = 0
E = Ir1 + Ir2 + Ir3 + U
E = (0.0156 28) + (0.0156 28) + (0.0156 * 40) + 0.84
E ≈ 1.96 В
Таким образом, ЭДС элемента равна примерно 1.96 В.