Вольтамперная характеристика фотоэлемента Ф, полученная при его освещении монохроматическим излучением, изображена на рисунке. Участок АВ вольтамперной характеристики − линейный, задерживающее напряжение Uз = 3,2 В, сила тока Io = 80 мкА.
Определите максимальную мощность Рmax тока на реостате, если, не изменяя освещения, к фотоэлементу подключить реостат R.
Ответы
Дано:
Uз = 3,2 В
Io = 80 мкА = 8*10^-5 А
____________________
Pmax - ?
Решение:
По закону Ома для полной цепи I = E / (R+r), отсюда E = IR + Ir = U + Ir
Возьмем две точки на графике 1) U1 = Uз = 3,2; I1 = 0
2) U2 = 0; I2 = Io = 8*10^-5
Получим систему:
E = U1 = 3.2 В
E = 8*10^-5 * r, r = 3.2 / 8*10^-5 = 4*10^4 Ом
Максимальная мощность выделится при условии, что R = r.
Pmax = I^2 * R = (E/(R+r))^2 * R = E^2 / 4r
Pmax = 3.2^2 / (4*4*10^4) = 6.4*10^-5 (Вт) = 64 мкВт
Ответ: 64 мкВт