Решение: Генератор с ЭДС 80 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом соединен со сварочным аппаратом

Условие задачи:

Генератор с ЭДС 80 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом соединен со сварочным аппаратом, имеющим сопротивление 0,5 Ом. Подводящие провода имеют сопротивление 0,1 Ом. Определить напряжение на клеммах генератора.

Задача №7.2.17 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(\rm E=80\) В, \(r=0,2\) Ом, \(R_1=0,5\) Ом, \(R_2=0,1\) Ом, \(U-?\)

Решение задачи:

Искомое напряжение на клеммах генератора \(U\) определяется по такой формуле:

\[U = IR\;\;\;\;(1)\]

Здесь \(I\) — сила тока, протекающего через генератор, а \(R\) — внешнее сопротивление всей цепи, в нашем случае — это сумма сопротивлений сварочного аппарата \(R_1\) и подводящих проводов \(R_2\), поэтому:

\[R = {R_1} + {R_2}\;\;\;\;(2)\]

Силу тока \(I\) можно определить, применив закон Ома для полной цепи:

\[I = \frac{{\rm E}}{{R + r}}\]

Учитывая (1), имеем:

\[I = \frac{{\text{E}}}{{{R_1} + {R_2} + r}}\;\;\;\;(3)\]

Теперь подставим (2) и (3) в (1):

\[U = \frac{{{\text{E}}\left( {{R_1} + {R_2}} \right)}}{{{R_1} + {R_2} + r}}\]

Задача решена в общем виде, подставим данные задачи в формулу и произведем расчет численного ответа:

\[U = \frac{{80 \cdot \left( {0,5 + 0,1} \right)}}{{0,5 + 0,1 + 0,2}} = 60\;В\]