Пример 3.15

Имеются два одинаковых элемента с ЭДС Е = 2 В и внутренним сопротивлением r = 0,3 Ом. Как надо соединить эти элементы (последовательно или параллельно), чтобы получить больший ток, если внешнее сопротивление: а) R₁ = 0,20 Ом; б) R ₂= 160 Ом. Найти ток в каждом из этих случаев.

Дано:

e = 2 В;

r = 0,30 м;

а) R₁ = 0,20 м;

б) R₂ =160 м

I₁ -? I₂ -? I₃ -? I₄ -?

Решение: Нарисуем схему цепи для двух случаев соединения элементов.

1) Источники соединены последовательно. При таком соединении элементов складываются их ЭДС и внутреннее сопротивление батареи будет равно сумме внутренних сопротивлений элементов r + r = 2 r.

Запишем закон Ома для полной цепи в случае, когда источники тока соединены последовательно: .

Тогда:

а) ,

б) .

2) В случае, когда источники тока соединены параллельно, на концах, соединения мы получим разность потенциалов, равную ЭДС одного элемента e; сопротивление полученного источника будет равно

.

Закон Ома имеет вид: .

Тогда:

а) ;

б)

Ответ: при малом внешнем сопротивлении R элементы выгоднее соединять параллельно (I₃ > I₄), а при большом внешнем сопротивлении – последовательно (I₂ >I₄).

Поиск по сайту: