Батарея состоит из двух последовательно соединенных элементов. ЭДС каждого элемента 2 В, внутреннее сопротивление 0,5 Ом. При каком внешнем сопротивлении полезная мощность, выделяемая на нём, будет максимальна?
Для определения внешнего сопротивления, при котором полезная мощность будет максимальной, нужно найти эквивалентное внешнее сопротивление, при котором суммарное сопротивление цепи будет минимальным.
Суммарное сопротивление цепи можно найти по формуле: R = R1 + R2 + Rвнеш, где R1 и R2 - внутренние сопротивления элементов, Rвнеш - внешнее сопротивление.
Так как элементы соединены последовательно, то внутренние сопротивления складываются: R1 + R2 = 0,5 + 0,5 = 1 Ом.
Получаем: R = 1 + Rвнеш.
Полезная мощность P, выделяемая на внешнем сопротивлении, равна: P = U^2 * Rвнеш / (R + Rвнеш)^2, где U = 2 В - ЭДС каждого элемента.
Чтобы найти внешнее сопротивление, при котором полезная мощность максимальна, возьмем производную по Rвнеш и приравняем к нулю: dP/dRвнеш = 2^2 / (1 + Rвнеш)^2 - 2^2 * Rвнеш / (1 + Rвнеш)^3 = 0.
Решая это уравнение, найдем Rвнеш = 1 Ом.
Следовательно, при внешнем сопротивлении 1 Ом полезная мощность, выделяемая на нем, будет максимальной.
Для определения внешнего сопротивления, при котором полезная мощность будет максимальной, нужно найти эквивалентное внешнее сопротивление, при котором суммарное сопротивление цепи будет минимальным.
Суммарное сопротивление цепи можно найти по формуле:
R = R1 + R2 + Rвнеш,
где R1 и R2 - внутренние сопротивления элементов, Rвнеш - внешнее сопротивление.
Так как элементы соединены последовательно, то внутренние сопротивления складываются:
R1 + R2 = 0,5 + 0,5 = 1 Ом.
Получаем:
R = 1 + Rвнеш.
Полезная мощность P, выделяемая на внешнем сопротивлении, равна:
P = U^2 * Rвнеш / (R + Rвнеш)^2,
где U = 2 В - ЭДС каждого элемента.
Чтобы найти внешнее сопротивление, при котором полезная мощность максимальна, возьмем производную по Rвнеш и приравняем к нулю:
dP/dRвнеш = 2^2 / (1 + Rвнеш)^2 - 2^2 * Rвнеш / (1 + Rвнеш)^3 = 0.
Решая это уравнение, найдем Rвнеш = 1 Ом.
Следовательно, при внешнем сопротивлении 1 Ом полезная мощность, выделяемая на нем, будет максимальной.