По рисунку 179 определите мощность тока, потребляемую лампой $Л_{2}$.
рис. 179
Дано:
$R_{1} = 6$ Ом;
$R_{2} = 3$ Ом;
$R_{3} = 5$ Ом;
$U_{3} = 15$ В.
Найти:
$P_{2}$ − ?
Решение:
Лампы $Л_{1}$ и $Л_{2}$ соединены параллельно, лампы $Л_{12}$ и $Л_{3}$ соединены последовательно.
Найдем силу тока по закону Ома:
$I_{3} = \frac{U_{3}}{R_{3}}$;
$I_{3} = \frac{15}{5} = 3$ А.
При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова.
$I_{3} = I_{12} = I = 3$ А;
Найдем общее сопротивление ламп $Л_{1}$ и $Л_{2}$:
$R_{12} = \frac{R_{1} * R_{2}}{R_{1} + R_{2}}$;
$R_{12} = \frac{6 * 3}{6 + 3} = 12$ Ом;
Найдем напряжение по закону Ома:
$U_{12} = I_{12} * R_{12}$;
$U_{12} = 3 * 12 = 36$ В;
Напряжение на участке цепи и на концах всех параллельно соединённых проводников одинаково:
$U_{12} = U_{1} = U_{2} = 36$ В;
Найдем мощность лампы $Л_{2}$:
$I_{2} = \frac{U_{2}}{R_{2}}$;
$P_{2} = U_{2}I_{2} = \frac{U_{2}^{2}}{R_{2}}$;
$P_{2} = \frac{36}{3} = 12$ Вт.
Ответ: 12 Вт.
Для определения мощности тока, потребляемой лампой $Л_{2}$, нужно знать несколько важных физических понятий и формул, которые помогут нам выполнить необходимые расчеты.
Во−первых, следует понять, что мощность электрического тока определяется формулой:
$$ P = I \cdot U, $$
где:
− $ P $ — мощность,
− $ I $ — сила тока,
− $ U $ — напряжение.
Однако, чтобы использовать эту формулу, сначала необходимо определить силу тока $ I $ через лампу $ Л_{2} $.
Сначала рассмотрим схему и определим, как соединены элементы в цепи. Лампы $ Л_{1} $ и $ Л_{2} $ соединены последовательно, а лампа $ Л_{3} $ подключена параллельно к этим двум лампам.
В случае последовательного соединения, общее сопротивление $ R_{общ} $ двух ламп $ Л_{1} $ и $ Л_{2} $ можно найти по формуле:
$$ R_{общ} = R_{Л1} + R_{Л2}, $$
где:
− $ R_{Л1} $ — сопротивление лампы $ Л_{1} $,
− $ R_{Л2} $ — сопротивление лампы $ Л_{2} $.
Далее, зная сопротивление $ R_{общ} $ и общее напряжение $ U = 15 $ В, можно найти общий ток в цепи. Для этого используем закон Ома:
$$ I_{общ} = \frac{U}{R_{общ}}, $$
Теперь, когда мы знаем силу тока через лампу $ Л_{2} $, можем найти мощность, потребляемую этой лампой. Для этого используем формулу мощности, указанную выше, но применяем её к лампе $ Л_{2} $:
$$ P_{Л2} = I_{общ} \cdot U_{Л2}, $$
Однако, для определения напряжения $ U_{Л2} $ на лампе $ Л_{2} $, нужно помнить, что в последовательной цепи напряжение распределяется пропорционально сопротивлениям. Поэтому напряжение на лампе $ Л_{2} $ можно найти из общего напряжения по формуле:
$$ U_{Л2} = I_{общ} \cdot R_{Л2}. $$
Теперь, имея все необходимые значения, можно подставить их в формулу и найти мощность лампы $ Л_{2} $.
Резюме:
1. Найти общее сопротивление $ R_{общ} $ последовательной цепи.
2. Определить силу тока $ I_{общ} $ по закону Ома.
3. Найти напряжение на лампе $ Л_{2} $ по формуле $ U_{Л2} = I_{общ} \cdot R_{Л2} $.
4. Подставить значение силы тока $ I_{общ} $ и напряжения $ U_{Л2} $ в формулу мощности $ P = I \cdot U $ для лампы $ Л_{2} $.
Пожауйста, оцените решение
