2019-12-25
На рисунке приведена зависимость тока через автомобильную лампочку от напряжения на ней. Лампочку включают в цепь, показанную на рисунке. Найти мощность, выделяющуюся на лампочке.
Решение:
Чтобы найти мощность, выделяющуюся на лампочке, надо определить напряжение на лампочке и текущий через нее ток.
Если на лампочке и на резисторе с сопротивлением $R_{2}$ напряжение равно $U$, то на резисторе с сопротивлением $R_{1}$ напряжение равно $\mathcal{E} - U$. Ток, текущий через $R_{1}$, равен $I_{1} = \frac{ \mathcal{E} - U}{R_{1}}$; ток, текущий через $R_{2}$ равен $I_{2} = \frac{U}{R_{2}}$. Следовательно, ток, текущий через лампочку при напряжении на ней $U$, равен
$I = I_{1} - I_{2} = \frac{ \mathcal{E} - U }{R_{1} } - \frac{ U}{R_{2} } = \frac{ \mathcal{E} }{R_{1} } - U \left ( \frac{1}{R_{1} } + \frac{1}{R_{2} } \right )$. (*)
Лампочка горит только в том случае, если значения $U$ и $I$, связанные соотношением (*), соответствуют точке на вольтамперной характеристике лампочки. Эти значения определяют точку пересечения графика функции $I = 5 - \frac{5}{6} U$ (мы подставили в (*) численные значения) с вольтамперной характеристикой лампочки. Построив график (см рис.). находим: $U \approx 4,8 В, I \approx 1 А$.
Таким образом, мощность, выделяющаяся на лампочке, равна
$P = IU \approx 4,8 Вт$.