Женя изготовил из самодельный фонарик в качестве источника света он использовал миниатюрную лампу накаливания сопротивление которой равно 2 Ома и может считать постоянным для…
Женя изготовил из самодельный фонарик в качестве источника света он использовал миниатюрную лампу накаливания сопротивление которой равно 2 Ома и может считать постоянным для ограничения силы тока через лампу к ней последовательно подключили резистор на котором было написано что его сопротивление равно 2 Ома затем эта цепь подключилась к трем последовательно соединённым батарейкам с напряжением по 15 Вт каждая Женя узнал что резистор купленный в магазине имеет точность номинала плюс-минус 5%. школьник устало интересно какая мощность будет выделяться лампочки фонарика первый вопрос в каких пределах может лежать сопротивление резисторов включённого последовательно с лампочкой второй вопрос укажите диапазон значения силы тока который может протекать через лампу третий вопрос рассчитайте минимальную и максимальную возможную мощность выделяющаяся в лампе напишите полное решение этой задачи
Решение:
Определение пределов сопротивления резистора:
Поскольку резистор имеет номинальное сопротивление в 2 Ом с точностью плюс-минус 5%, его сопротивление может колебаться в следующих пределах:
Минимальное сопротивление: 2 - 0.05 * 2 = 1.9 Ом
Максимальное сопротивление: 2 + 0.05 * 2 = 2.1 Ом
Определение диапазона силы тока:
Поскольку резистор и лампа накаливания подключены последовательно, сила тока через них будет одинаковой. Для определения диапазона силы тока воспользуемся законом Ома: V = I * R, где V - напряжение, I - сила тока, R - сопротивление.
Напряжение на цепи: 3 * 15 В = 45 В (так как трое последовательно соединённых батареек по 15 В каждая).
Минимальная сила тока: 45 В / (2.1 Ом + 2 Ом) = 45 В / 4.1 Ом ≈ 10,98 А
Максимальная сила тока: 45 В / (1.9 Ом + 2 Ом) = 45 В / 3.9 Ом ≈ 11,54 А
Расчет минимальной и максимальной мощности лампочки:
Так как мощность выделяемая в лампочке можно выразить как P = I^2 * R, где P - мощность, I - сила тока, R - сопротивление, найдем минимальную и максимальную мощность.
Минимальная мощность: (10.98 А)^2 * 1.9 Ом = 118.7752 Вт
Максимальная мощность: (11.54 А)^2 * 2.1 Ом = 139.6132 Вт
Таким образом, лампочка фонарика будет излучать от ~118.78 Вт до ~139.61 Вт мощности света. Сопротивление резистора может варьироваться от 1.9 Ом до 2.1 Ом, а сила тока через лампу - от ~10.98 А до ~11.54 А.
