Có 36 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động E = 12 V và điện trở trong

Giải SBT Lí 11 Bài tập cuối chương 2

Bài II.9 trang 32 Sách bài tập Vật lí 11: Có 36 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động E = 12 V và điện trở trong r = 2 Ω. được ghép thành bộ nguồn hỗn hợp đối xứng gồm n dãy song song, mỗi dãy gồm m nguồn nối tiếp. Mạch ngoài của bộ nguồn này là 6 bóng đèn giống nhau được mắc song song. Khi đó hiệu điện thế mạch ngoài là U = 120 V và công suất mạch ngoài là P = 360 W.

a) Tính điện trở của mỗi bóng đèn.

b) Tính số dãy n và số nguồn m trong mỗi dãy của bộ nguồn này.

c) Tính công suất và hiệu suất của bộ nguồn trong trường hợp này.

Lời giải

a) Công suất của mỗi đèn:

${\text{P}}_d=\frac{\text{P}}{6}=\frac{360}{6}=60W$

Vậy điện trở của mỗi đèn là:

$R_d=\frac{U^2}{\text{P}}=\frac{{120}^2}{60}=240\Omega$

b) Sơ đồ mạch điện:

Bộ nguồn gồm n dãy, mỗi dãy có m nguồn mắc nối tiếp. Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn:

E_b = 12m; $r_b=\frac{2m}{n}$ với nm = 36

Điện trở của mạch ngoài:

$R_N=\frac{R_d}{6}=\frac{240}{6}=40\Omega$

Cường độ dòng điện qua mạch chính:

$I=\frac{U}{R_N}=\frac{120}{40}=3A$

Với mạch kín ta có $I=\frac{{\text{E}}_b}{R_N+r_b}\iff \frac{12m}{40+\frac{2m}{n}}=3\left(1\right)$

Thay $m=\frac{36}{n}$ vào (1) ta được phương trình:

5n² – 18n + 9 = 0

Phương trình có nghiệm: n = 0,6 (loại) và n = 3 (nhận)

Với n = 3 thì m = 36 : 3 = 12

Vậy nguồn điện gồm 3 dãy song song, mỗi dãy có 12 nguồn mắc nối tiếp.

C) Công suất của bộ nguồn:

P_ng = E_b.I = 12.12.3 = 432W

Hiệu suất của bộ nguồn:

$H=\frac{U}{\text{E}}=\frac{120}{12.12}=0,833=83,3\%$

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 11 hay, chi tiết khác:

Bài II.1 trang 30 SBT Lí 11: Các lực lạ bên trong nguồn điện không có tác...

Bài II.2 trang 30 SBT Lí 11: Trong các pin điện hóa không có quá trình nào...

Bài II.3 trang 31 SBT Lí 11: Đặt hiệu điện thế U vào hai đầu một điện trở...

Bài II.4 trang 31 SBT Lí 11: Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện với mạch...

Bài II.5 trang 31 SBT Lí 11: Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện và mạch...

Bài II.6 trang 31 SBT Lí 11: Định luật Ôm đối với toàn mạch được biểu thị...

Bài II.7 trang 31 SBT Lí 11: Suất điện động của một acquy là 12 V...

Bài II.8 trang 32 SBT Lí 11: Cho mạch điện có sơ đồ như Hình II. 1, trong đó...