2020-01-08
Для исследования солнечной батареи используется многопредельный вольтметр (он состоит из чувствительного микроамперметра и набора добавочных резисторов). Подключив его к батарее на пределе 1 В, мы получаем показание $U_{1} = 0,7 В$. Переключив вольтметр на предел 10 В, мы получим показание $U_{2} = 2,6 В$. Что получилось бы на пределе 100 В? Известно, что при неизменном освещении солнечная батарея ведет себя как обычный источник, последовательно к которому подключен резистор большого сопротивления.
Решение:
Это совсем простая задача. Обозначим сопротивление вольтметра на пределе 1 В через $R_{1}$. Тогда на пределе 10 В его сопротивление $R_{2} = 10 R_{1}$, а на пределе 100 В - $R_{3} = 100 R_{1}$. Обозначим ЭДС батареи $\mathcal{E}$, ее внутреннее сопротивление - $r$. Тогда имеем (см. рисунок):
$U_{1} = \frac{ \mathcal{E} }{r + R_{1} } R_{1} = \frac{ \mathcal{E} }{ 1 + \frac{r}{R_{1} } }; U_{2} = \frac{ \mathcal{E} }{1 + \frac{r}{10R_{1} }}$;
$U_{3} = \frac{ \mathcal{E} }{ 1 + \frac{r}{100R_{1} } }$.
Решая совместно эти уравнения, находим:
$U_{3} \approx 3,6 В$.