Question

50баллов: Электрическая печь с потребляемой мощностью 5 кВт при напряжении 220 В подключена к источнику энергии с внутренним сопротивлением 0,22 Ом. Определить ЭДС и КПД источника энергии.
( с объяснением)

Answer 1

Дано:

Р = 5 кВт = 5*10³ Вт

U = 220 В

r = 0,22 Ом

ε, η - ?

Решение:

ε = I*(r + R) - по закону Ома для полной цепи

P = UI - формула мощности

I = P/U

I = U/R - по закону Ома для участка цепи, тогда:

P = UI = U*(U/R) = U²/R => R = U²/P.

Подставляем выраженные неизвестные величины в формулу ЭДС:

ε = Ι*(r + R) = (P/U)*(r + U²/P) = Pr/U + U = 5*10³*0,22/220 + 220 = 5*10³*220*10^-3/220 + 220 = 5 + 220 = 225 В

КПД источника энергии - это отношение потребляемой мощности прибора Р (в данном случае - печи) к потребляемой мощности всех участков цепи Ро (печь + источник энергии):

η = Р/Ро = UI/(ε*Ι) = U/ε = 220/225 = 0,97777... = 0,98 или 98%

Ответ: 225 В, 98%.