جواب تمرین ۲-۴ صفحه ۵۹ فیزیک (2) - تجربی
بازگشت به صفحه کتابدر شکل روبهرو سه مقاومت موازی به همراه یک آمپرسنج آرمانی به دو سر یک باتری وصل شدهاند. اگر مقاومت معادل این ترکیب \(1/6\,\Omega\) باشد، الف) مقاومت \(R_3\) چقدر است؟ ب) جریانی که آمپرسنج نشان میدهد را بهدست آورید. پ) توان خروجی باتری چقدر است؟

الف) محاسبهٔ مقاومت \(R_3\)
سه مقاومت بهصورت موازی بسته شدهاند، پس با استفاده از رابطهٔ 2-11 داریم:
\[\frac{1}{R_{\mathrm{eq}}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}\]
مقادیر \(R_{\mathrm{eq}}=1/6\,\Omega\)، \(R_1=3/0\,\Omega\) و \(R_2=6/0\,\Omega\) را در رابطه قرار میدهیم:
\[\frac{1}{1/6}=\frac{1}{3/0}+\frac{1}{6/0}+\frac{1}{R_3}\]
\[0/625=0/333+0/167+\frac{1}{R_3}\]
\[\frac{1}{R_3}=0/625-0/5=0/125\]
\[R_3=\frac{1}{0/125}=8/0\,\Omega\]
ب) جریانی که آمپرسنج نشان میدهد
آمپرسنج روی سیم اصلی مدار و بهطور متوالی با مجموعهٔ موازی و باتری بسته شده است، پس جریانی که نشان میدهد، همان جریان کل مدار است. برای بهدست آوردن آن، ابتدا مقاومت کل مدار را حساب میکنیم. مقاومت معادل مقاومتهای موازی و مقاومت درونی باتری بهطور متوالی بسته شدهاند:
\[R_{\mathrm{کل}}=R_{\mathrm{eq}}+r=1/6\,\Omega+1/0\,\Omega=2/6\,\Omega\]
با استفاده از رابطهٔ 2-7 جریان را بهدست میآوریم:
\[I=\frac{\mathscr{E}}{R_{\mathrm{eq}}+r}=\frac{3/0\,V}{2/6\,\Omega}\simeq 1/15\,A\]
پس آمپرسنج \(1/15\,A\) را نشان میدهد.
پ) توان خروجی باتری
ابتدا اختلاف پتانسیل دو سر باتری را بهدست میآوریم:
\[V_{\mathrm{باتری}}=\mathscr{E}-Ir=3/0\,V-(1/15\,A)(1/0\,\Omega)\simeq 1/85\,V\]
اکنون توان خروجی باتری برابر است با:
\[P_{\mathrm{خروجی\ باتری}}=IV_{\mathrm{باتری}}=(1/15\,A)(1/85\,V)\simeq 2/13\,W\]
(برای کنترل: توان مصرفی مقاومت معادل برابر است با \(I^2R_{\mathrm{eq}}=(1/15)^2(1/6)\simeq 2/13\,W\)، که با نتیجهٔ بالا برابر است.)

فعالیت ۲ـ۱
|
صفحه ۴۱تمرین ۲-۱
|
صفحه ۴۲تمرین ۲-۲
|
صفحه ۴۶فعالیت ۲ـ۲
|
صفحه ۵۱فعالیت ۲-۳ (کار در کلاس)
|
صفحه ۵۳فعالیت ۲ـ۴
|
صفحه ۵۴فعالیت ۲-۵
|
صفحه ۵۵تمرین ۲-۳
|
صفحه ۵۶فعالیت ۲-۶
|
صفحه ۵۸تمرین ۲-۴
|
صفحه ۵۹بدون عنوان
|
صفحه ۶۲پرسش ۳-۱
|
صفحه ۶۶پرسش ۳-۲
|
صفحه ۶۷فعالیت ۳ـ۱
|
صفحه ۶۷پرسش ۳ـ۳
|
صفحه ۶۸فعالیت ۳ـ۲
|
صفحه ۶۸آزمایش ۳–۱
|
صفحه ۶۹فعالیت ۳ ـ ۳
|
صفحه ۷۰پرسش ۳-۴
|
صفحه ۷۲تمرین ۳ـ۱
|
صفحه ۷۳آزمایش ۳-۲
|
صفحه ۷۴پرسش ۳-۵
|
صفحه ۷۵تمرین ۳-۲
|
صفحه ۷۵بدون عنوان
|
صفحه ۷۶فعالیت ۳ـ۴
|
صفحه ۷۶آزمایش ۳-۳
|
صفحه ۷۷پرسش ۳-۶
|
صفحه ۷۷پرسش ۳-۷
|
صفحه ۷۸پرسش ۳-۸
|
صفحه ۸۰تمرین ۳ـ۳
|
صفحه ۸۲پرسش ۳ـ۹
|
صفحه ۸۲فعالیت ۳ـ۵
|
صفحه ۸۲فعالیت ۳ـ۶
|
صفحه ۸۳فعالیت ۳ـ۷
|
صفحه ۸۳پرسش ۳-۱۰
|
صفحه ۸۵آزمایش ۳-۴
|
صفحه ۸۵تمرین ۳-۴
|
صفحه ۸۸پرسش ۳-۱۱
|
صفحه ۸۸تمرین ۳ ـ ۵
|
صفحه ۹۰پرسش ۳ ـ ۱۲
|
صفحه ۹۰پرسش ۳ـ۱۳
|
صفحه ۹۲آزمایش ۳ــ۵
|
صفحه ۹۴تمرین ۳-۶
|
صفحه ۹۹بدون عنوان
|
صفحه ۱۰۰بدون عنوان
|
صفحه ۱۰۰بدون عنوان
|
صفحه ۱۰۱بدون عنوان
|
صفحه ۱۰۱بدون عنوان
|
صفحه ۱۰۲بدون عنوان
|
صفحه ۱۰۲بدون عنوان
|
صفحه ۱۰۳بدون عنوان
|
صفحه ۱۰۴بدون عنوان
|
صفحه ۱۰۴بدون عنوان
|
صفحه ۱۰۴