КПД зарядки батарейки (вариант 3)
3/10Сопротивление 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
ПодсказкаПодводимая мощность равна \(UI\); тепловые потери равны \(I^2 r\). КПД — отношение полезной мощности к подводимой.
Ответ\(\eta = 1 - \dfrac{Pr}{U^2} = 75\%\).
РешениеМощность, 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 \[\eta = \frac{P_{подв} - P_Q}{P_{подв}} = 1 - \frac{Ir}{U} = 1 - \frac{Pr}{U^2} = 75\%.\]
Похожие задачи
- Мощность на резисторах (A19) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Мощности на резисторах (A19) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Теплота в последовательной цепи (A19) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Сопротивление нити лампы (А19) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Отношение длин спиралей (A19) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Отношение теплот на резисторах (A19) ЕГЭ 2008, 11 кл.