Найти КПД аккумулятора и силу тока в мобильном телефоне, если
он заряжается 1час 15 минут при силе тока 700мА и напряжении
4,9В. При этом максимальный заряд аккумулятора 950мА*час, а
напряжение на контактах «аккумулятор-телефон» – 3,6В. Работа
телефона от аккумулятора – четверо суток.
КПД = (работа, выполненная устройством) / (энергия, затраченная устройством)
1) Рассмотрим, какую работу выполняет мобильный телефон за 1 час 15 минут зарядки.
Сначала переведем 1 час 15 минут в минуты: 1 час = 60 минут, значит, 1 час 15 минут = 75 минут.
Сила тока можно выразить как Q/Δt, где Q - заряд аккумулятора, а Δt - время зарядки.
Таким образом, заряд аккумулятора составит:
Q = I × Δt = 700 мА × 75 мин = 52500 мА·мин.
Мы можем перевести мА·мин в кулон через соотношение 1 кулон = 60 мА·мин.
52500 мА·мин / 60 = 875 кулон.
Работа W = Q × U, где U - напряжение.
W = 875 кулон × 4,9 В = 4287,5 джоулей.
2) Теперь рассмотрим, сколько энергии затрачивается мобильным телефоном за 4 суток.
Как мы уже рассчитали, заряд аккумулятора составляет 950 мА·ч.
Чтобы перевести мА·ч в кулон, мы используем соотношение: 1 кулон = 3600 мА·ч.
Таким образом, заряд аккумулятора составляет:
950 мА·ч × 3600 = 3420000 кулон.
И энергия, затрачиваемая телефоном, будет W = Q × U = 3420000 кулон × 3,6 В = 12312000 джоулей.
3) Теперь мы можем вычислить КПД.
КПД = (работа, выполненная устройством) / (энергия, затраченная устройством)
= 4287,5 джоулей / 12312000 джоулей.
Расчет: КПД = 0,00348
Ответ: КПД аккумулятора составляет 0,00348.
4) Также мы можем найти силу тока в мобильном телефоне.
Сила тока I = Q / Δt = 3420000 кулон / (4 суток × 24 часа × 60 минут) = 791,67 мА.
Ответ: Сила тока в мобильном телефоне составляет 791,67 мА.