Задачи › Работа и мощность тока, нагреватели

Предельное напряжение на двух резисторах

  1. Предельное напряжение на двух резисторах

    Всесибирская 2023/24, заключительный этап, 11 кл. · №25391

    Какое максимальное напряжение \(U\) можно подать на последовательно соединённые сопротивления \(R_1=10\) Ом и \(R_2=20\) Ом, если они рассчитаны на мощность, не превышающую \(W_1=1{,}6\) Вт и \(W_2=1{,}8\) Вт, соответственно? Величина сопротивлений не зависит от величины тока, протекающего по ним.

    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Ток один и тот же, мощность на каждом резисторе растёт с напряжением. Найдите для каждого резистора напряжение, при котором достигается его предельная мощность, и возьмите меньшее.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(U_{\max}=9\) В.

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    При поданном напряжении \(U\) через сопротивления будет идти ток \(I=U/(R_1+R_2)=U/30\) А. Мощности, выделяемые на сопротивлениях, будут равны: \[W_1=I^2R_1=\dfrac{U^2}{90},\qquad W_2=I^2R_2=\dfrac{U^2}{45}.\] Предельным мощностям \(W_1\) и \(W_2\), данным в условии задачи, будут соответствовать предельные напряжения \(U_1\) и \(U_2\). Находим \(U_1\) и \(U_2\): \[U_1^2=90W_1=90\cdot1{,}6=9\cdot16,\quad U_1=12~\text{В};\qquad U_2^2=45W_2=45\cdot1{,}8=81,\quad U_2=9~\text{В}.\] Отсюда получаем максимальное безопасное напряжение \(U_{\max}=9\) В.

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиНашли ошибку?

Похожие задачи