La transfer maxim de putere (R = r), randamentul este η = 50%: jumătate din puterea sursei se pierde în interiorul ei.
Randamentul crește când R crește (η → 100% pentru R mult mai mare decât r), dar puterea utilă scade.
Două rezistențe diferite R1 și R2 primesc aceeași putere de la aceeași sursă dacă R1·R2 = r².
Flashcarduri
Citește întrebarea, răspunde în minte, apoi întoarce cardul. Dacă îl știai, apasă „Știu”. Cardurile la care apeși „Mai repet” revin la final. Pe telefon poți glisa cardul întors: la dreapta pentru „Știu”, la stânga pentru „Mai repet”.
Ai terminat pachetul
Poți relua doar cardurile pe care nu le știi încă sau tot pachetul.
Toate cardurile, ca listă
Intensitatea curentului într-un circuit simpluI = E/(R + r)
Puterea transferată rezistorului exterior RP = R·I² = E²·R/(R + r)²
Condiția de transfer maxim (optim) de putereRezistența exterioară egală cu rezistența internă: R = r.
Puterea maximă transferată circuitului exteriorP_max = E²/(4r)
Randamentul circuitului la transfer maxim de putereη = r/(r + r) = 1/2 = 50%
Cum variază randamentul cu rezistența exterioară R?Crește când R crește: η = 0 la scurtcircuit (R = 0) și η → 100% când R este mult mai mare decât r.
Intensitatea curentului la transfer maxim de putereI = E/(2r), adică jumătate din curentul de scurtcircuit E/r.
Puterea totală a sursei la transfer maxim de putereP_total = E·I = E²/(2r) = 2·P_max
Condiția ca două rezistoare R1 și R2 să primească aceeași putere de la aceeași sursăR1·R2 = r²
Probleme
Probleme grilă în stilul subiectului I de la bac. Alege varianta pe care o crezi corectă; după răspuns poți vedea rezolvarea pas cu pas. Pe calculator poți răspunde și cu tastele 1–4.
Problema 1 din 6
O sursă are tensiunea electromotoare E = 12 V și rezistența internă r = 2 Ω. Puterea maximă pe care o poate transfera unui rezistor exterior este:
Vezi rezolvarea
Transferul maxim de putere are loc pentru R = r = 2 Ω.
P_max = E²/(4r) = 144/(4·2) = 144/8 = 18 W.
Răspuns corect: A.
Problema 2 din 6
Când rezistența circuitului exterior este egală cu rezistența internă a sursei, randamentul circuitului este:
Vezi rezolvarea
Randamentul: η = R/(R + r).
Pentru R = r: η = r/(2r) = 1/2 = 50%.
Răspuns corect: C.
Problema 3 din 6
O sursă cu E = 24 V și r = 1 Ω alimentează un rezistor cu R = 3 Ω. Randamentul circuitului este:
Vezi rezolvarea
η = R/(R + r) = 3/(3 + 1) = 0,75 = 75%.
Verificare: I = E/(R + r) = 6 A, U = R·I = 18 V, iar η = U/E = 18/24 = 0,75.
Răspuns corect: B.
Problema 4 din 6
O sursă cu E = 10 V și r = 1 Ω alimentează un rezistor cu R = 4 Ω. Puterea transferată rezistorului este:
Vezi rezolvarea
I = E/(R + r) = 10/(4 + 1) = 2 A.
P = R·I² = 4·2² = 16 W.
Verificare cu formula: P = E²·R/(R + r)² = 100·4/25 = 16 W.
Răspuns corect: D.
Problema 5 din 6
Puterea transferată de o sursă (E, r) unui rezistor exterior R este maximă atunci când:
Vezi rezolvarea
P = E²·R/(R + r)² este nulă pentru R = 0 și tinde la zero pentru R foarte mare, deci are un maxim între aceste valori.
Maximul se atinge pentru R = r, când P_max = E²/(4r).
Răspuns corect: A.
Problema 6 din 6
O sursă transferă aceeași putere unui rezistor R1 = 1 Ω și, separat, unui rezistor R2 = 4 Ω. Rezistența internă a sursei este:
Vezi rezolvarea
Puterile sunt egale: E²·R1/(R1 + r)² = E²·R2/(R2 + r)², deci R1·(R2 + r)² = R2·(R1 + r)².
Dezvoltând, termenii 2·R1·R2·r se reduc și rămâne R1·R2·(R2 − R1) = r²·(R2 − R1), adică r² = R1·R2.