Во сколько раз возрастёт сила тока в цепи при коротком замыкании нового литиевого аккумулятора 18650, если внешнее сопротивление 10 Ом, а сопротивление аккумулятора 0,1 Ом? Желательно с объяснением.

При коротком замыкании сила тока в цепи теоретически возрастёт в 101 раз.

Объясним это с помощью закона Ома для полной цепи:

где:

• $I$ — сила тока в цепи;

• $\mathcal{E}$ — электродвижущая сила (ЭДС) аккумулятора;

• $R$ — внешнее сопротивление цепи;

• $r$ — внутреннее сопротивление аккумулятора.

1. Сила тока до короткого замыкания

По условию внешнее сопротивление составляет $R=10$ Ом, а внутреннее сопротивление аккумулятора $r=0{,}1$ Ом.

Полное сопротивление цепи:

Следовательно, первоначальная сила тока:

2. Сила тока при коротком замыкании

При коротком замыкании внешнее сопротивление становится практически равным нулю ($R=0$).

В цепи остаётся только внутреннее сопротивление аккумулятора:

3. Определяем, во сколько раз возрастёт сила тока

Для этого разделим силу тока при коротком замыкании на первоначальную силу тока:

Сокращаем ЭДС:

Таким образом, сила тока увеличится в 101 раз.

Для наглядности можно рассмотреть литий-ионный аккумулятор 18650 с номинальным напряжением 3,7 В.

В обычном режиме сила тока составит:

При коротком замыкании:

То есть ток возрастёт примерно с 0,37 А до 37 А.

Важно понимать, что это теоретический расчёт. В реальных условиях ток короткого замыкания зависит от состояния аккумулятора, температуры, сопротивления контактов и наличия защитной электроники. При таком большом токе аккумулятор может сильно нагреться, повредиться и даже загореться.

Ответ: при коротком замыкании сила тока теоретически возрастёт в 101 раз, поскольку полное сопротивление цепи уменьшится с 10,1 Ом до 0,1 Ом.