2017-08-20
В цепи с внешним сопротивлением $R = 2 Ом$ необходимо обеспечить силу тока $I = 2 А$. Какое наименьшее число $N$ элементов потребуется для этого, и как они должны быть соединены в батарею? ЭДС каждого элемента $\mathcal{E} = 2 В$, внутреннее сопротивление $r = 1 Ом$.
Решение:
Будем рассматривать батареи типа описанной в задаче 4060 (очевидно, последовательное соединение групп параллельно соединенных элементов дает тот же результат). Для обеспечения максимальной силы тока при заданном $N$ должно выполняться условие $n = \sqrt{ N \frac{R}{r} }$ (обозначения те же, что и в задаче 4060). Тогда из формулы (1), приведенной в решении задачи 4060, следует, что $I = \frac{ \mathcal{E} \sqrt{N}}{2 \sqrt{Rr}}$, откуда $N = \frac{4I^{2}Rr}{ \mathcal{E}^{2}} = 8; n = 4, m = 2$ (см. рисунок).
Ответ: $N = 8$.