Меню

График зависимости мощности от сопротивления реостата



График зависимости мощности от сопротивления реостата

2017-07-12 comment
Постройте график зависимости тепловой мощности, выделяющейся в цепях, показанных на рисунках, от сопротивления реостата $r$, если прикладываемое напряжение $U$ постоянно.

а) В соответствии с законом Ома для полной цепи ток в цепи

а мощность, выделяемая на внешнем сопротивлении,

График $P(r)$ показан на рисунке.

б) Эквивалентная схема цепи показана на рисунке. Сопротивление цепи $R_ <экв>= R + \frac$.

Мощность, выделяемая в цепи,

При $r = 0$ и $r = R$

При $r = R/2$ знаменатель принимает максимальное значение, а мощность — минимальное

График зависимости мощности от $r$ показан на рисунке.

в) Эквивалентное сопротивление цепи

а мощность, выделяющаяся в цепи,

Для построения графика $P(r)$ удобнее представить в виде

т.е. как сумму константы и части гиперболы. График $P(r)$ показан на рисунке.

г) График зависимости тепловой мощности от сопротивления реостата $r$ показан на рисунке.

Источник

График зависимости мощности от сопротивления реостата

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Мощность в цепи постоянного тока

Цель: изучить законы выделения мощности в цепях постоянного тока и согласования источников тока с нагрузкой.

1. Краткое теоретическое описание.

Любой реальный источник тока имеет внутреннее сопротивление. Поэтому при подключении источника тока к нагрузке, тепло будет выделяться как в нагрузке, так и внутри источника тока (на его внутреннем сопротивлении). На какой нагрузке, подключенной к данному источнику тока, будет выделяться максимальная мощность?

Рассмотрим схему, изображенную на рисунке 1.

Сила тока, текущего в контуре, определяется из закона Ома для полной цепи:

где e — ЭДС источника тока,

r – внутреннее сопротивление источника,

R – сопротивление нагрузки.

Напряжение U на нагрузке R будет равно:

а мощность P , выделяемая на сопротивлении R , будет равна:

Читайте также:  Какую мощность потребляют домофоны

Как видно из формулы (3), выделяемая на нагрузке R мощность будет мала, если сопротивление R нагрузки будет мало ( R ). Мощность также будет мала при очень большом сопротивлении нагрузки ( R >> r ). Расчет показывает, что максимальная мощность будет выделяться на нагрузке при равенстве внутреннего сопротивления r и сопротивления нагрузки R = r . В этом случае:

2. Порядок выполнения работы.

2.1. Соберите на монтажном столе схему, показанную на рис.2.

Выберите значения параметров элементов следующими:

Батарейка: e = 1.5 В; r = 10 Ом;

Реостат: R = 20 Ом

2.2. Изменяя положение движка реостата, измеряйте силу тока в цепи и напряжение на реостате (нагрузке).

2.3. Занесите полученные данные (сопротивление реостата R , силу тока I и напряжение U ) в таблицу.

2.4. Рассчитайте мощность Р , выделяемую на нагрузке для различных значений сопротивления реостата, по формуле P = U Ч I.

2.5. Постройте график зависимости мощности от сопротивления нагрузки.

2.6. Определите из графика значение сопротивления нагрузки, на которой выделяется максимальная мощность.

2.7. Сравните полученное Вами значение с теоретическим (4). Сделайте выводы.

3. Контрольные вопросы.

3.1. Почему при увеличении сопротивления нагрузки напряжение на ней растет?

Источник

Физика дома

График зависимости мощности

Задача для подготовки к ЕГЭ по физике по теме «Законы постоянного тока. Закон Ома для полной цепи. Мощность тока».

Электрическая цепь состоит из батареи и ЭДС Е=4 В и внутренним сопротивлением r , подключённого к ней резистора нагрузки с сопротивлением R. При изменение сопротивления нагрузки изменяется напряжение на ней и мощность.

Используя известные Вам физические законы, нарисовать график изменения мощности, выделяющейся на нагрузке, в зависимости от напряжения на нагрузке. Объясните вид данного графика.

Для построения графика изменения мощности от напряжения на нагрузке, необходимо вспомнить ряд формул из обозначенных в начале решения тем. А именно: законы Ома для участка цепи и полной цепи, формулу мощность тока.Закон Ома для участка цепиЗакон Ома для полной цепи

Читайте также:  Как определить мощность по массу расхода воздуха 1

c1-2014-1Проведя ряд математических преобразований, получаем формулу искомой зависимости.График зависимости мощности от напряженияОстаётся начертить график этой зависимости и объяснить его. Для этого вспоминаем математику.

По виду формулы, видим, что данная функция представляет собой квадратичную зависимость (неполное квадратное уравнение), причём ветви параболы направлены вниз (коэффициент, стоящий перед квадратичным слагаемым, отрицателен). Определяем точки пересечения графика с осью напряжений, а далее строим график изменения мощности от напряжения на нагрузке в осях (PU).График зависимости мощности от напряженияЗная значение внутреннего сопротивления, можно было бы определить вершину параболы — максимальную мощность, выделяющуюся на нагрузке.

Источник