Một bộ nguồn điện mắc hỗn hợp đối xứng gồm 8 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động là 2V; điện trở trong là 0,3, được mắc thành 2 nhánh; mối nhánh có 4 nguồn nối tiếp. Bộ nguồn này được mắc với mạch ngoài vào bộ điện trở gồm 2 điện trở song song (R1= 0,3; R2 = 0,6). 1. Vẽ sơ đồ mạch điện. Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn điện. 2. Tính điện trở mạch ngoài RN và cường độ dòng điện trong mạch chính. 3. Tính hiệu điện thế giữa 2 đầu bộ nguồn điện và cường độ dòng điện qua mỗi điện trở. 4. Tính công suất toàn mạch; điện năng tiêu thụ trên toàn mạch sau 15 phút và hiệu suất bộ nguồn. 5. Câu vận dụng cao: Thay bộ điện trở trên bằng một điện trở R. Tìm R để công suất mạch ngoài lớn nhất. Tính giá trị công suất đó.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Hướng dẫn giải
Giả sử các nguồn được ghép thành m dãy song song, mỗi dãy có n nguồn ghép nối tiếp.
Ta có suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn là E b = n e = 2 n ; r b = 6 n m
Cường độ dòng điện định mức và điện trở của đèn cần thắp sáng là:
Như vậy với 48 nguồn, để đèn sáng bình thường thì có hai cách ghép thành bộ:
Cách 1: Các nguồn được ghép thành 2 dãy, mỗi dãy có 24 nguồn ghép nối tiếp.
Cách 2: Các nguồn được ghép thành 6 dãy, mỗi dãy có 8 nguồn ghép nối tiếp.
- Hiệu suất của bộ nguồn theo từng cách ghép:
Như vậy có tất cả 3 cách mắc các nguồn để đèn sáng bình thường.
Trong đó cách mắc cần ít nguồn nhất là 36 nguồn được mắc thành 3 dãy song song, mỗi dãy có 12 nguồn ghép nối tiếp.
Hiệu suất của bộ nguồn khi đó: H = 6 n = 6 12 = 50 %
đáp án B
ξ b = m ξ = 2 m r b = m r n = 0 , 1 m n = m 2 120 ⇒ I = ξ b R + r b = 2 m R + m 2 120 = 240 m + 120 m ≤ 120 R
⇒ I max = 120 R ⇔ m = 120 R = 6 ⇒ n = 2
Giả sử bộ nguồn này có m dãy, mỗi dãy gồm n nguồn mắc nối tiếp, do đó nm = 20. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn này là :
E b = n E 0 = 2n;
Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch ta tìm được cường độ dòng điện chạy qua điện trở R là :
Để I cực đại thì mẫu số của vể phải của (1) phải cực tiểu. Áp dụng bất đẳng thức Cô-si thì mẫu số này cực tiểu khi : mR = n 0 . Thay các giá trị bằng số ta được : n = 20 và m = 1.
Vậy để cho dòng điện chạy qua điện trở R cực đại thì bộ nguồn gồm m = 1 dãy với n = 20 nguồn đã cho mắc nối tiếp.
Thay các trị số đã cho và tìm được vào (1) ta tìm được giá trị cực đại của I là : I m a x = 10 A