R7.2b-6（R7.2a-6）
図に示すように、内部抵抗rが20〔Ω〕の交流電源に、負荷抵抗\(R_L\)を接続したとき、\(R_L\)から取り出しうる電力の最大値(有能電力)として、正しいものを下の番号から選べ。ただし、交流電源の起電力Eは100〔V〕とする。
１ 50 〔W〕
２ 75 〔W〕
３ 100 〔W〕
４ 125 〔W〕
５ 150 〔W〕
解答
４ 125 〔W〕
内部抵抗の問題は\(R_L=r\)の時に消費電力が最大になる
取り出しうる電力の最大値を求めるために\(R_L=r\)となる。
回路全体の消費電力\(P\)は
\( P=\frac{V^2}{2R}より\)
\( P=\frac{V^2}{R_L+r}=\frac{100^2}{20+20}=\frac{10000}{40}=250[W]\)
\(R_L\)で消費する電力は、回路全体の消費電力の
\(1/2だから125[W]\)
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