Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ: Biết, \(E = 12V,r = 1\Omega ,R_1 = 4\Omega\), R là biến trở Tìm R để công suất tiêu thụ trên R là cực đại? Tính giá trị công suất cực đại khi đó?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có: \( {P_R} = \frac{{{U^2}}}{R}\)
Mặt khác: \( {U_R} = I{R_N} = \frac{E}{{\frac{{{R_1}R}}{{{R_1} + R}} + r}}.\frac{{{R_1}R}}{{{R_1} + R}} = \frac{{24R}}{{5R + 4}}\)
\( \to {P_R} = \frac{{{{24}^2}{R^2}}}{{{{(5R + 4)}^2}R}} = \frac{{576}}{{{{(5\sqrt R + \frac{4}{{\sqrt R }})}^2}}}\)
Theo BĐT Cô-si, ta có: \( (5\sqrt R + \frac{4}{{\sqrt R }}) \ge 4\sqrt 5 \) dấu ″=″ xảy ra khi : \( 5\sqrt R = \frac{4}{{\sqrt R }} \Leftrightarrow R = \frac{4}{5}\Omega \)
Vậy : \( \to {P_{RMax}} = \frac{{576}}{{{{(4\sqrt 5 )}^2}}} = 7,2W\)