در این مسئله، رابطه بین مقدار ولتاژ و جریان در یک مدار با مقاومت داخلی مولد و مقاومت خارجی بررسی شده است.
معادله ولتاژ مبنا به صورت زیر است:
\[ V = \epsilon - Ir \]
که در آن:
- \( V \) ولتاژ اندازهگیری شده توسط ولتسنج است.
- \( \epsilon \) نیروی محرکه مولد است.
- \( I \) جریان مدار است.
- \( r \) مقاومت داخلی مولد است.
در شرایط مختلفی جریان و ولتاژ اندازهگیری شده:
1. وقتی آمپرسنج 28 آمپر و ولتسنج 177 ولت را نشان میدهد، داریم:
\[ 177 = \epsilon - 28r \]
2. وقتی آمپرسنج 48 آمپر و ولتسنج 147 ولت را نشان میدهد، داریم:
\[ 147 = \epsilon - 48r \]
حال این دو معادله دو مجهولی را حل میکنیم:
از معادله اول:
\[ \epsilon = 177 + 28r \]
جایگزینی در معادله دوم:
\[ 147 = (177 + 28r) - 48r \]
\[ 147 = 177 - 20r \]
\[ 20r = 177 - 147 \]
\[ 20r = 30 \]
\[ r = \frac{30}{20} = 1.5 \, \Omega\]
با داشتن مقدار \( r \)، حالا میتوانیم \( \epsilon \) را محاسبه کنیم (از هر کدام از معادلات اولیه):
\[ \epsilon = 177 + 28 \times 1.5 = 177 + 42 = 219 \, V\]
بنابراین، مقاومت داخلی مولد ۱.۵ اهم و نیروی محرکه مولد 219 ولت است.