Давайте решим задачу по шагам.
Дано:
- Общий ток, поступающий к щитку, \( I_{общ} = 8{,}8\,\text{А} \)
- В первой группе 5 ламп, каждая сопротивлением \( R_1 = 250\,\Omega \), включены параллельно.
- Во второй группе 10 ламп, каждая сопротивлением \( R_2 = 300\,\Omega \), включены параллельно.
Цель:
Найти силу тока в каждой группе.
Шаг 1: Найти сопротивление каждой группы
Первая группа:
Так как лампы включены параллельно, общее сопротивление группы \( R_{группа1} \) вычисляется по формуле:
\[ \frac{1}{R_{группа1}} = \sum_{i=1}^{5} \frac{1}{R_1} = 5 \times \frac{1}{250\,\Omega} = \frac{5}{250} = \frac{1}{50} \]
Отсюда:
\[ R_{группа1} = 50\,\Omega \]
Вторая группа:
\[ \frac{1}{R_{группа2}} = 10 \times \frac{1}{300\,\Omega} = \frac{10}{300} = \frac{1}{30} \]
Отсюда:
\[ R_{группа2} = 30\,\Omega \]
Шаг 2: Найти сопротивление цепи для каждой группы и долю тока
Общий ток делится между группами по их сопротивлениям.
Общая цепь — параллельное соединение групп, поэтому:
\[ \frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R_{группа1}} + \frac{1}{R_{группа2}} = \frac{1}{50} + \frac{1}{30} \]
Переведем к общему знаменателю:
\[ \frac{1}{50} = \frac{3}{150}, \quad \frac{1}{30} = \frac{5}{150} \]
Тогда:
\[ \frac{1}{R_{общ}} = \frac{3 + 5}{150} = \frac{8}{150} = \frac{4}{75} \]
Следовательно:
\[ R_{общ} = \frac{75}{4} = 18{,}75\,\Omega \]
Шаг 3: Найти токи в каждой группе
Общий ток \( I_{общ} = 8{,}8\,\text{А} \) делится пропорционально сопротивлениям (по закону деления тока в параллельных ветвях):
\[ I_1 = I_{общ} \times \frac{R_{общ}}{R_{группа1}} , \quad I_2 = I_{общ} \times \frac{R_{общ}}{R_{группа2}} \]
Но лучше использовать формулу для деления тока по параллельным цепям:
\[ I_1 = \frac{U}{R_{группа1}}, \quad I_2 = \frac{U}{R_{группа2}} \]
Где \( U \) — общее напряжение на группы.
Найдем напряжение на группах:
\[ U = I_{общ} \times R_{общ} = 8{,}8\,\text{А} \times 18{,}75\,\Omega \approx 165\,\text{В} \]
Т.к. группы подключены параллельно, напряжение на каждой — одинаковое.
Теперь считаем токи:
\[ I_1 = \frac{U}{R_{группа1}} = \frac{165\,\text{В}}{50\,\Omega} = 3,3\,\text{А} \]
\[ I_2 = \frac{U}{R_{группа2}} = \frac{165\,\text{В}}{30\,\Omega} = 5,5\,\text{А} \]
Проверим сумму:
\[ I_1 + I_2 = 3,3 + 5,5 = 8,8\,\text{А} \]
Все совпадает.
Ответ:
- Ток в первой группе (5 ламп, 250 Ом): 3,3 А
- Ток во второй группе (10 ламп, 300 Ом): 5,5 А
Если нужно, я могу дополнительно объяснить каждый из шагов подробнее!