При измерении напряжения на выводах аккумулятора без нагрузки показания вольтметра составили 12 В. После подключения нагрузки 10 Ом, показания вольтметра изменились. Каково внутреннее сопротивление аккумулятора?
Физика 11 класс Внутреннее сопротивление источников тока внутреннее сопротивление аккумулятора измерение напряжения вольтметр нагрузка 10 Ом физика 11 класс Новый
Для решения задачи о внутреннем сопротивлении аккумулятора, давайте разберем ситуацию шаг за шагом.
Имеем следующие данные:
Когда мы подключаем нагрузку, в цепи начинает протекать ток. Давайте обозначим:
Согласно закону Ома, напряжение на нагрузке можно выразить как:
U = I * R
Также, согласно правилам для цепей с внутренним сопротивлением, напряжение на аккумуляторе при подключенной нагрузке можно выразить как:
U = U0 - I * r
Теперь у нас есть две формулы:
Так как U - это напряжение на нагрузке, мы можем подставить первое уравнение во второе:
I * R = U0 - I * r
Теперь выразим ток I:
I = U / R
Подставим это значение в уравнение:
(U0 - I * r) = (U * R)
Теперь мы можем выразить I из первого уравнения:
I = U0 / (R + r)
Теперь подставим это значение I во второе уравнение:
U = (U0 * R) / (R + r)
Теперь нам нужно найти внутреннее сопротивление r. Сначала мы можем найти ток I, когда нагрузка подключена. Для этого нужно знать, какое напряжение будет на нагрузке.
При подключении нагрузки, напряжение будет меньше, чем 12 В. Давайте обозначим напряжение на нагрузке как U1. Мы можем выразить U1 как:
U1 = I * R
Теперь, если мы знаем, что U0 = 12 В, то:
U1 = 12 В - I * r
Теперь, зная, что I = U1 / R, мы можем выразить r:
r = (U0 - U1) / I
Теперь, подставив U1, получим:
r = (12 В - U1) / (U1 / R)
Давайте подставим значение R = 10 Ом и упростим уравнение. Но для этого нам нужно знать U1, которое мы можем измерить при подключенной нагрузке. Допустим, что U1 = 10 В (это пример, так как без измерений мы не можем точно сказать).
Тогда:
r = (12 В - 10 В) / (10 В / 10 Ом) = 2 В / 1 А = 2 Ом
Таким образом, внутреннее сопротивление аккумулятора равно 2 Ом. Если вы измерили напряжение на нагрузке и получили другое значение, подставьте его в формулы, чтобы найти внутреннее сопротивление.