Вопрос задан 11.10.2026 в 18:57. Предмет Физика. Спрашивает Белкина Светлана.

При каких условиях напряжение на зажимах источника тока будет составлять 50 % от его ЭДС? Чему будет равняться напряжение на зажимах при коротком замыкании?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Филимонченко Василина.

Рассмотрим источник тока с ЭДС E\mathcal{E} и внутренним сопротивлением rr, к которому подключено внешнее сопротивление RR.

Напряжение на зажимах источника определяется формулой:

U=E−IrU = \mathcal{E} - Ir

где:

  • UU — напряжение на зажимах источника;
  • E\mathcal{E} — ЭДС источника;
  • II — сила тока в цепи;
  • rr — внутреннее сопротивление источника.

Сила тока в полной цепи равна:

I=ER+rI = \frac{\mathcal{E}}{R+r}

Подставим это выражение в формулу напряжения:

U=E−ErR+rU = \mathcal{E} - \frac{\mathcal{E}r}{R+r}

После преобразования получаем:

U=ERR+rU = \frac{\mathcal{E}R}{R+r}

Чтобы напряжение на зажимах источника составляло 50 % от его ЭДС, должно выполняться условие:

U=0,5EU = 0{,}5\mathcal{E}

Подставим в формулу:

0,5E=ERR+r0{,}5\mathcal{E} = \frac{\mathcal{E}R}{R+r}

Сокращая на E\mathcal{E}, получаем:

0,5=RR+r0{,}5 = \frac{R}{R+r}

Отсюда:

R+r=2RR+r=2Rr=Rr=R

Следовательно, напряжение на зажимах источника будет равно 50 % от его ЭДС, если внешнее сопротивление цепи равно внутреннему сопротивлению источника.

При коротком замыкании внешнее сопротивление равно нулю:

R=0R=0

Тогда напряжение на зажимах:

U=ERR+r=E⋅00+r=0U=\frac{\mathcal{E}R}{R+r}=\frac{\mathcal{E}\cdot0}{0+r}=0

То есть при коротком замыкании напряжение на зажимах источника равно нулю. При этом сила тока достигает максимального значения — тока короткого замыкания:

Iк.з.=ErI_{\text{к.з.}}=\frac{\mathcal{E}}{r}

Именно из-за большого тока короткое замыкание может привести к сильному нагреву проводников и повреждению источника.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос