Чтобы определить ток короткого замыкания источника, можно воспользоваться законом Ома и внутренними характеристиками источника. Сначала определим внутреннее сопротивление источника и его ЭДС (электродвижущую силу).
Имеем две ситуации:
- При внешнем сопротивлении ( R_1 = 4 ) Ом, ток ( I_1 = 0{,}3 ) А.
- При внешнем сопротивлении ( R_2 = 7 ) Ом, ток ( I_2 = 0{,}2 ) А.
Можно записать уравнения для каждого случая, используя закон Ома для полной цепи:
[ \mathcal{E} = I_1 \cdot (R_1 + r) ]
[ \mathcal{E} = I_2 \cdot (R_2 + r) ]
где ( \mathcal{E} ) — ЭДС источника, ( r ) — внутреннее сопротивление источника.
Подставим известные значения:
- ( \mathcal{E} = 0{,}3 \cdot (4 + r) )
- ( \mathcal{E} = 0{,}2 \cdot (7 + r) )
Приравняем правые части уравнений, так как ЭДС источника постоянна:
[ 0{,}3 \cdot (4 + r) = 0{,}2 \cdot (7 + r) ]
Раскроем скобки и упростим уравнение:
[ 1{,}2 + 0{,}3r = 1{,}4 + 0{,}2r ]
[ 0{,}3r - 0{,}2r = 1{,}4 - 1{,}2 ]
[ 0{,}1r = 0{,}2 ]
[ r = 2 \, \text{Ом} ]
Теперь, зная внутреннее сопротивление, можем найти ЭДС. Подставим ( r = 2 ) Ом в одно из уравнений (например, первое):
[ \mathcal{E} = 0{,}3 \cdot (4 + 2) ]
[ \mathcal{E} = 0{,}3 \cdot 6 = 1{,}8 \, \text{В} ]
Ток короткого замыкания (( I_{\text{к.з.}} )) определяется, когда внешнее сопротивление равно нулю. Тогда полный ток будет равен:
[ I_{\text{к.з.}} = \frac{\mathcal{E}}{r} = \frac{1{,}8}{2} = 0{,}9 \, \text{А} ]
Таким образом, ток короткого замыкания источника равен 0,9 ампера.