Вопрос школьника
Источник тока с внутренним сопротивлением r и ЭДС ε замкнут на три резистора с сопротивлением 3r каждый, соединенные последовательно. Во сколько раз изменяется сила тока в цепи, напряжение на зажимах источника и полезная мощность, если резисторы соединить параллельно?
Ответ от учителя
При последовательном соединении резисторов сопротивление цепи будет равно R = 3r + 3r + 3r + r = 10r. Тогда сила тока в цепи будет равна I = ε/R = ε/10r. Напряжение на зажимах источника будет равно U = ε — Ir = ε — ε/10 = 9ε/10. Полезная мощность, выделяющаяся на резисторах, будет равна P = I^2R = ε^2/100r.
При параллельном соединении резисторов их эквивалентное сопротивление будет равно R’ = r/3. Тогда сила тока в цепи будет равна I’ = ε/R’ = 3ε/r. Напряжение на зажимах источника не изменится и будет равно U = ε — I’r = ε — 3ε/3 = ε. Полезная мощность, выделяющаяся на резисторах, будет равна P’ = I’^2R’ = 3ε^2/3r = ε^2/r.
Изменение силы тока в цепи при параллельном соединении резисторов будет в 3 раза больше, чем при последовательном соединении. Напряжение на зажимах источника не изменится. Полезная мощность при параллельном соединении резисторов будет в 10/3 раза больше, чем при последовательном соединении.
