Чтобы автомобильная лампа не перегорела, силу тока через неё следует ограничить до 4 А. Испытания показали, что при подключении лампы к источнику тока с напряжением 12 В надо включить последовательно с лампой проводник сопротивлением 1 Ом. Чему равно сопротивление лампы?
Дано:
$I_{1} = 4$ А;
U = 12 В;
$R_{2} = 1$ Ом.
Найти:
$R_{1}$ − ?
Решение:
Сила тока при последовательном соединении проводников одинаковая:
$I_{1} = I_{2} = I = 4$ А.
Найдем сопротивление цепи по закону Ома:
$R = \frac{U}{I}$;
$R = \frac{12}{4} = 3$ Ом.
Сопротивление цепи при последовательном соединении проводников:
$R = R_{1} + R_{2}$;
$R_{1} = R - R_{2}$;
$R_{1} = 3 - 1 = 2$ Ом.
Ответ: 2 Ом.
Чтобы найти сопротивление лампы в электрической цепи, удобно использовать закон Ома и свойства последовательного соединения резисторов. Исследуем необходимые теоретические концепции:
Закон Ома для участка цепи:
Закон Ома гласит, что сила тока $ I $ через проводник прямо пропорциональна напряжению $ U $ на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению $ R $. Это выражается формулой:
$$
I = \frac{U}{R}
$$
Последовательное соединение:
При последовательном соединении нескольких проводников их общее сопротивление $ R_{\text{общее}} $ равно сумме их индивидуальных сопротивлений:
$$
R_{\text{общее}} = R_1 + R_2 + \ldots + R_n
$$
где $ R_1, R_2, \ldots, R_n $ — сопротивления отдельных проводников.
Общая схема задачи:
В данной задаче лампа и дополнительный проводник с сопротивлением 1 Ом соединены последовательно. Следовательно, общее сопротивление цепи, через которую течет ток 4 А, будет равно:
$$
R_{\text{общее}} = R_{\text{лампы}} + 1 \, \text{Ом}
$$
Вычисление общего сопротивления:
Учитывая закон Ома для всего участка цепи:
$$
I = \frac{U}{R_{\text{общее}}}
$$
Подставляя известные значения напряжения $ U = 12 \, \text{В} $ и тока $ I = 4 \, \text{А} $, можно найти:
$$
R_{\text{общее}} = \frac{U}{I} = \frac{12 \, \text{В}}{4 \, \text{А}}
$$
Вычисление сопротивления лампы:
Зная общее сопротивление и сопротивление проводника, можно найти сопротивление лампы:
$$
R_{\text{лампы}} = R_{\text{общее}} - 1 \, \text{Ом}
$$
Эти шаги и формулы помогут вам определить сопротивление лампы в данной задаче, используя базовые принципы электричества и закон Ома.
Пожауйста, оцените решение