Номер 8, страница 88, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

8. Понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации $k = 5$ включен в сеть с напряжением $U_1 = 110$ В. Определите силу тока во вторичной обмотке, если ее сопротивление $R_2 = 1,2$ Ом, а сопротивление полезной нагрузки $R = 1$ Ом.

Ответ: 10 А.

Дано:

Коэффициент трансформации, $k = 5$

Напряжение в первичной обмотке, $U_1 = 110$ В

Сопротивление вторичной обмотки, $R_2 = 1,2$ Ом

Сопротивление полезной нагрузки, $R = 1$ Ом

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

Силу тока во вторичной обмотке, $I_2$

Решение:

Коэффициент трансформации $\text{k}$ для понижающего трансформатора связывает напряжение на первичной обмотке $U_1$ и ЭДС (электродвижущую силу), индуцируемую во вторичной обмотке $E_2$, следующим соотношением (пренебрегая потерями в первичной обмотке):

$k = \frac{U_1}{E_2}$

Из этой формулы можно выразить и рассчитать ЭДС во вторичной обмотке:

$E_2 = \frac{U_1}{k} = \frac{110 \text{ В}}{5} = 22 \text{ В}$

Вторичная цепь представляет собой замкнутый контур, состоящий из источника ЭДС $E_2$ (вторичная обмотка), его внутреннего сопротивления $R_2$ (сопротивление обмотки) и сопротивления полезной нагрузки $\text{R}$.

Силу тока во вторичной цепи $I_2$ найдем по закону Ома для полной цепи:

$I_2 = \frac{E_2}{R_{полн}}$

где $R_{полн}$ - полное сопротивление вторичной цепи, равное сумме сопротивления нагрузки и сопротивления вторичной обмотки, так как они соединены последовательно:

$R_{полн} = R + R_2$

Подставим числовые значения и вычислим силу тока:

$I_2 = \frac{E_2}{R + R_2} = \frac{22 \text{ В}}{1 \text{ Ом} + 1,2 \text{ Ом}} = \frac{22 \text{ В}}{2,2 \text{ Ом}} = 10 \text{ А}$

Ответ: 10 А.