Давайте разберем задачу по шагам. Мы имеем электрическую цепь, состоящую из следующих элементов:
- Источник тока (батарея аккумуляторов) с напряжением 6 В.
- Лампочка со сопротивлением 13,5 Ом.
- Две спирали со сопротивлениями 3 Ом и 2 Ом.
- Все элементы соединены последовательно.
Шаг 1: Построение схемы цепи
Сначала начертим схему цепи:
+-------[ 6 В ]-------[ 13,5 Ω ]-------[ 3 Ω ]-------[ 2 Ω ]-------+
| |
+---------------------------------------------------------------------+
Здесь:
[ 6 В ]- это источник напряжения.[ 13,5 Ω ]- лампочка.[ 3 Ω ]и[ 2 Ω ]- спирали.
Шаг 2: Определение полного сопротивления цепи
В последовательной цепи общее сопротивление (R_total) вычисляется как сумма сопротивлений всех элементов:
\[ R_{\text{total}} = R_1 + R_2 + R_3 \]
где:
- \( R_1 = 13,5 \, \Omega \) (лампочка),
- \( R_2 = 3 \, \Omega \) (первая спираль),
- \( R_3 = 2 \, \Omega \) (вторая спираль).
Подставляем значения:
\[ R_{\text{total}} = 13,5 + 3 + 2 = 18,5 \, \Omega \]
Шаг 3: Определение силы тока в цепи
Теперь можем найти силу тока (I) в цепи, используя закон Ома:
\[ I = \frac{U}{R} \]
где:
- \( U = 6 \, В \) (напряжение источника),
- \( R = R_{\text{total}} = 18,5 \, \Omega \).
Подставим значения:
\[ I = \frac{6}{18,5} \approx 0,324 \, A \]
Шаг 4: Определение напряжения на концах каждого из потребителей
Теперь вычислим напряжение, которое падает на каждом элементе цепи:
- На лампочке:
\[ U_{\text{лампочка}} = I \cdot R_1 = 0,324 \, A \cdot 13,5 \, \Omega \approx 4,374 \, V \]
- На первой спирали:
\[ U_{\text{спираль 3 Ω}} = I \cdot R_2 = 0,324 \, A \cdot 3 \, \Omega \approx 0,972 \, V \]
- На второй спирали:
\[ U_{\text{спираль 2 Ω}} = I \cdot R_3 = 0,324 \, A \cdot 2 \, \Omega \approx 0,648 \, V \]
Шаг 5: Проверка напряжений
Теперь проверим, что сумма напряжений равна напряжению источника:
\[ U_{\text{лампочка}} + U_{\text{спираль 3 Ω}} + U_{\text{спираль 2 Ω}} \approx 4,374 \, V + 0,972 \, V + 0,648 \, V \approx 5,994 \, V \approx 6 \, V \]
Это подтверждает правильность расчетов.
Результаты:
- Сила тока в цепи: \( I \approx 0,324 \, A \)
- Напряжение на лампочке: \( U_{\text{лампочка}} \approx 4,374 \, V \)
- Напряжение на первой спирали: \( U_{\text{спираль 3 Ω}} \approx 0,972 \, V \)
- Напряжение на второй спирали: \( U_{\text{спираль 2 Ω}} \approx 0,648 \, V \)
Если будут еще вопросы или нужны дополнительные объяснения, дайте знать!