Электрическая цепь включает внешний и внутренний участки. во внешнем участке подключены два сопротивления одного номинала, на которых выделяется одинаковая тепловая мощность, как при последовательном, так и при параллельном их подключении. цепь запитана от источника с ЭДС = 12 В и с внутренним сопротивлением r=2 Ом. найдите мощность в Вт, выделяющуюся на внешнем участке цепи.
Пусть оба внешних сопротивления имеют сопротивление R.
При последовательном подключении общее сопротивление цепи будет равно R + R + 2 = 2R + 2 Ом.
Тепловая мощность на внешнем участке цепи в этом случае равна P1 = I^2 * R, где I - сила тока.
Сила тока I определяется законом Ома: U = I(R + r), где U - напряжение источника.
Подставляем значение напряжения и внутреннего сопротивления: 12 = I(2R + 2), откуда I = 12 / (2R + 2).
Теперь подставляем значение силы тока в формулу для мощности: P1 = (12 / (2R + 2))^2 * R.
Теперь рассмотрим параллельное подключение внешних сопротивлений. В данном случае общее сопротивление цепи будет равно R || R = R / 2.
Тепловая мощность на внешнем участке цепи в этом случае равна P2 = I^2 * R, где I - сила тока.
Снова используем закон Ома: U = I(R + r), откуда I = U / (R + r) = 12 / (R + 2).
Подставляем значение силы тока в формулу для мощности: P2 = (12 / (R + 2))^2 * R.
Из условия задачи известно, что тепловая мощность на внешнем участке цепи одинакова при обоих вариантах подключения: P1 = P2.
Итак, уравнение для определения сопротивления R:
(12 / (2R + 2))^2 R = (12 / (R + 2))^2 R.
Преобразуем это уравнение и найдем R:
(144 / (4R^2 + 8R + 4)) = (144 / (R^2 + 4R + 4)).
Решая это уравнение, получим R = 2 Ом.
Теперь подставляем значение R в любую из формул для мощности, например, в формулу для P1:
P1 = (12 / (22 + 2))^2 2 = 3 Вт.
Таким образом, мощность, выделяющаяся на внешнем участке цепи, составляет 3 Вт.