Задачи › Работа и мощность тока, нагреватели

КПД зарядки батарейки (вариант 3)

  1. КПД зарядки батарейки (вариант 3)

    «Шаг в будущее» 2017/18, 9 кл.
    3/10

    Сопротивление источника тока, в электротехнике принято называть внутренним сопротивлением. Батарейка мобильного телефона имеет внутреннее сопротивление \(r = 100\) мОм. В процессе зарядки батарейки часть энергии, подводимой к ней от зарядного устройства, в виде тепла выделяется на внутреннем сопротивлении и считается потерянной. В некоторый момент времени напряжение на полюсах батарейки составляло \(U = 4\) В, а подводимая мощность \(P = 40\) Вт. Чему равен в этот момент КПД процесса?

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Подводимая мощность равна \(UI\); тепловые потери равны \(I^2 r\). КПД — отношение полезной мощности к подводимой.

    Ответ

    \(\eta = 1 - \dfrac{Pr}{U^2} = 75\%\).

    Решение

    Мощность, подводимая к батарейке, определяется соотношением \(P_{подв} = UI\). Отсюда ток через батарейку \(I = \dfrac{P}{U}\).

    Мощность тепловых потерь на внутреннем сопротивлении \(P_Q = I^2 r\). Тогда мощность, расходуемая на подзарядку, \(P_{полезн}(I) = UI - I^2 r\).

    Стало быть, КПД процесса \[\eta = \frac{P_{подв} - P_Q}{P_{подв}} = 1 - \frac{Ir}{U} = 1 - \frac{Pr}{U^2} = 75\%.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи