Номер 10, страница 72, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

10. Запишите закон Ома для полной цепи в следующих случаях:

а) сопротивление нагрузки много больше сопротивления источника тока;

б) клеммы источника замкнуты накоротко.

Закон Ома для полной цепи в общем виде: $I = \frac{\mathcal{E}}{R+r}$, где $\text{I}$ — сила тока, $\mathcal{E}$ — ЭДС источника, $\text{R}$ — сопротивление нагрузки, $\text{r}$ — внутреннее сопротивление источника.

а) сопротивление нагрузки много больше сопротивления источника тока

В этом случае выполняется условие $R \gg r$. При сложении в знаменателе величиной внутреннего сопротивления $\text{r}$ можно пренебречь по сравнению с сопротивлением нагрузки $\text{R}$. Таким образом, $R+r \approx R$.

Формула закона Ома для полной цепи упрощается и принимает вид, аналогичный закону Ома для участка цепи:

$I = \frac{\mathcal{E}}{R+r} \approx \frac{\mathcal{E}}{R}$.

Такая ситуация возникает, например, при подключении вольтметра с очень большим сопротивлением к источнику тока (режим, близкий к холостому ходу).

Ответ: $I \approx \frac{\mathcal{E}}{R}$.

б) клеммы источника замкнуты накоротко

Режим короткого замыкания означает, что сопротивление внешней цепи (нагрузки) стремится к нулю, то есть $R = 0$.

Подставим это значение в общую формулу закона Ома для полной цепи:

$I = \frac{\mathcal{E}}{R+r} = \frac{\mathcal{E}}{0+r} = \frac{\mathcal{E}}{r}$.

Полученный ток называется током короткого замыкания ($I_{кз}$). Это максимальный ток, который способен отдать данный источник, и он ограничен только его ЭДС и внутренним сопротивлением.

Ответ: $I_{кз} = \frac{\mathcal{E}}{r}$.