2019-06-26
Лампочка К сети подключены резистор $R = 1,8 Ом$ и лампа, соединенные последовательно. На лампе сила тока зависит от напряжения так, как показано на рисунке. Чему должно быть равно напряжение, чтобы КПД этой схемы равнялось 10%? Под КПД схемы понимают отношение мощности, которую потребляет лампа, к мощности, которую схема потребляет от сети.
Решение:
Решение: Запишем КПД как отношение мощности на лампе к мощности параллельно соединенных лампы с резистором: $КПД = \frac{IU}{IU + RI^{2} }$. Так как $R= 1,8 Ом$, то можно выразить зависимость $IU = 0,1 IU + 0,18I^{2}$. Следовательно, выполняется соотношение $I = 5U$ (эта прямая изображена на графике пунктирной линией).
Так как на графике нет таких значений тока и напряжения на лампе, которые бы удовлетворяли этому соотношению, то в рассматриваемом интервале напряжений и токов нет такого значения напряжения схемы, при котором бы КПД равнялся 10 %.
Если бы пунктирная линия пересекала зависимость $I(U)$ для лампы, то для точки их пересечения с координатами $(U_{x}; I_{x})$ можно было бы найти напряжение для схемы с таким КПД из выражения $U_{0x} = U_{x} + I_{x}R$.
Ответ: такого напряжения нет.