Cho mạch như sau `R_{x}nt[R_{3}////(R_{1}ntR_{2})` R_{x}` là 1 biến trở. HĐT 2 đầu mạch `U=12V` `R_{1}=5ohm,R_{2}=1ohm,R_{3}=3ohm`. Điều chỉnh `R_{x}` để công suất tiêu thụ trên `R_{x}` là cực đại. Tìm `R_{x}`vaf công suất cực đại trên `R_{x}`
Cho mạch như sau `R_{x}nt[R_{3}////(R_{1}ntR_{2})` R_{x}` là 1 biến trở. HĐT 2 đầu mạch `U=12V` `R_{1}=5ohm,R_{2}=1ohm,R_{3}=3ohm`. Điều chỉnh `R_{x}` để công suất tiêu thụ trên `R_{x}` là cực đại. Tìm `R_{x}`vaf công suất cực đại trên `R_{x}`
Đáp án:
$\begin{array}{l}
{P_{{x_{\max }}}} = 18W\\
{R_x} = 2\Omega
\end{array}$
Giải thích các bước giải:
Điện trở tương đương của cả mạch là:
${R_{td}} = {R_x} + \dfrac{{\left( {{R_1} + {R_2}} \right).{R_3}}}{{{R_1} + {R_2} + {R_3}}} = x + \dfrac{{\left( {5 + 1} \right).3}}{{5 + 1 + 3}} = x + 2$
Cường độ dòng điện đi qua biến trở Rx là:
${I_x} = {I_m} = \dfrac{U}{{{R_{td}}}} = \dfrac{{12}}{{x + 2}}$
Để công suất tiêu thụ trên trên biến trở Rx là cực đại thì:
$\begin{array}{l}
{P_x} = {I_x}^2.{R_x} = {\left( {\dfrac{{12}}{{x + 2}}} \right)^2}.x = \dfrac{{144x}}{{{{\left( {x + 2} \right)}^2}}}\\
\Leftrightarrow {P_x} = \dfrac{{144}}{{\left( {\dfrac{2}{{\sqrt x }} + \sqrt x } \right)}}\\
Apdungbdtcosi:cho2so\dfrac{2}{{\sqrt x }}va\sqrt x \ge 0\\
\Leftrightarrow \dfrac{2}{{\sqrt x }} + \sqrt x \ge 2\sqrt {\dfrac{2}{{\sqrt x }}.\sqrt x } = 2\sqrt 2 \\
\Leftrightarrow {P_{{x_{\max }}}} = \dfrac{{144}}{{{{\left( {\dfrac{2}{{\sqrt x }} + \sqrt x } \right)}^2}}} = \dfrac{{144}}{{{{\left( {2\sqrt 2 } \right)}^2}}} = \dfrac{{144}}{8} = 18W\\
Dau “=” xayrakhivachikhi:\\
\sqrt x = \dfrac{2}{{\sqrt x }} \Leftrightarrow x = 2 \Rightarrow {R_x} = 2\Omega
\end{array}$