این سوال مربوط به مبحث مدارهای الکتریکی در فیزیک یازدهم تجربی است. برای حل این سوال، باید ولتاژ دو سر مقاومتها و اختلاف ولتاژ بین دو نقطه مشخص در مدار را پیدا کنیم.
در مدار زیر یک باتری با ولتاژ داخلی $\varepsilon = 17 V$ و مقاومت داخلی $r = 1 Ω$ قرار دارد. مقاومتهای خارجی هم $R = 1Ω$ هستند و جریان $I = 2 A$ از مدار اصلی عبور میکند.
الف) جریان $I_1$ (جریان در شاخهی فرعی) چقدر است؟
جریان اصلی $I = 2 A$ است و در شاخهی فرعی $I_1 = 1.5 A$ داده شده است. پس از رابطه $I = I_1 + I_2$ میتوانیم $I_2$ (جریان در شاخهی اصلی) را محاسبه کنیم:
\[ I_2 = I - I_1 = 2 A - 1.5 A = 0.5 A \]
ب) اختلاف پتانسیل بین دو نقطه A و B چقدر است؟
از قانون اُهم برای محاسبه ولتاژها در مدار استفاده میکنیم. ولتاژ داخلی باتری و مقاومت داخلی را محاسبه میکنیم و سپس اختلاف ولتاژ را حساب میکنیم.
\[ V_{AB} = \varepsilon - I(R + r) \]
\[ V_{AB} = 17 V - 2 A \times (1 Ω + 1 Ω) = 17 V - 4 V = 13 V \]
پ) توان تلف شدهی باتری چند وات است؟
توان تلف شده در باتری از طریق مقاومت داخلی آن به صورت زیر محاسبه میشود:
\[ P = I^2 \times r \]
\[ P = (2 A)^2 \times 1 Ω = 4 W \]
این پاسخها مربوط به سوال مطرح شده میباشند.
