Номер 12, страница 131 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

12. Чему равно напряжение на участке цепи, где включен источник тока?

Идеальный источник тока — это теоретическая модель элемента электрической цепи, который обеспечивает в цепи постоянный ток независимо от напряжения на его выводах. Это означает, что ток, проходящий через источник, является его фиксированной характеристикой, в то время как напряжение на нем — нет.

Напряжение на участке цепи, где включен источник тока, не является внутренним свойством самого источника. Оно полностью определяется параметрами внешней цепи, то есть той части цепи, к которой подключен источник тока.

Пусть идеальный источник тока, создающий ток $I$, подключен к внешнему участку цепи, эквивалентное сопротивление которого равно $R_{внешн}$. Ток $I$ будет протекать через этот участок. По закону Ома, напряжение на этом внешнем участке цепи будет равно:

$U = I \cdot R_{внешн}$

Поскольку выводы источника тока подключены к тем же точкам, что и внешний участок цепи, напряжение на источнике тока $U_{ист}$ будет равно напряжению на этом участке:

$U_{ист} = U = I \cdot R_{внешн}$

Таким образом, напряжение на источнике тока прямо пропорционально сопротивлению нагрузки. Оно может принимать различные значения:

1. Если выводы источника тока замкнуты накоротко, то внешнее сопротивление $R_{внешн} = 0$. В этом случае напряжение на источнике будет равно нулю: $U_{ист} = I \cdot 0 = 0$.

2. Если к источнику тока подключен резистор с сопротивлением $R$, то напряжение на источнике будет $U_{ист} = I \cdot R$.

3. Если цепь с источником тока разомкнута, то внешнее сопротивление стремится к бесконечности ($R_{внешн} \to \infty$). Для поддержания тока идеальный источник должен был бы создать бесконечно большое напряжение. Реальные источники тока имеют предел по напряжению (так называемое напряжение холостого хода), выше которого они не могут поддерживать заданный ток.

Ответ: Напряжение на участке цепи, где включен источник тока, не является постоянной величиной, а зависит от параметров внешней цепи. Оно равно произведению силы тока, генерируемого источником, на эквивалентное сопротивление внешней цепи, подключенной к его клеммам.