Номер 25, страница 164, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Электростатика и постоянный электрический ток. Глава VIII. Постоянный электрический ток. Параграф 42. Закон Ома для полной цепи - номер 25, страница 164.

Условие.

25. К батарее с ЭДС 120 В и внутренним сопротивлением 10 Ом подключают параллельно соединённые лампы, рассчитанные на силу тока 0,5 А и напряжение 100 В каждая. Сколько надо взять ламп, чтобы они горели полным накалом?

Решение 2.

Дано:

ЭДС батареи, $\mathcal{E} = 120$ В

Внутреннее сопротивление, $r = 10$ Ом

Номинальная сила тока лампы, $I_л = 0.5$ А

Номинальное напряжение лампы, $U_л = 100$ В

Найти:

Количество ламп, $\text{N}$

Решение:

Условие, что лампы горят полным накалом, означает, что напряжение на них равно их номинальному напряжению. Поскольку лампы соединены параллельно, напряжение на каждой лампе одинаково и равно напряжению на всём внешнем участке цепи. Таким образом, напряжение на внешнем участке цепи должно быть $U = U_л = 100$ В.

Запишем закон Ома для полной цепи. Напряжение на клеммах источника (на внешней цепи) связано с ЭДС и внутренним сопротивлением следующим соотношением:

$U = \mathcal{E} - I \cdot r$

где $\text{I}$ — общая сила тока в цепи.

Из этой формулы мы можем найти общую силу тока, которая должна протекать в цепи, чтобы напряжение на лампах было 100 В:

$I = \frac{\mathcal{E} - U}{r}$

Подставим числовые значения:

$I = \frac{120 \text{ В} - 100 \text{ В}}{10 \text{ Ом}} = \frac{20 \text{ В}}{10 \text{ Ом}} = 2 \text{ А}$

При параллельном соединении потребителей общая сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов в отдельных ветвях. Так как все лампы одинаковы и горят полным накалом, через каждую из них протекает ток $I_л = 0.5$ А. Если количество ламп равно $\text{N}$, то общая сила тока будет:

$I = N \cdot I_л$

Теперь мы можем найти количество ламп $\text{N}$, зная общую силу тока $\text{I}$ и силу тока в одной лампе $I_л$:

$N = \frac{I}{I_л} = \frac{2 \text{ А}}{0.5 \text{ А}} = 4$

Следовательно, нужно взять 4 лампы.

Ответ: 4.