Khi mắc điện trở R1 = 500 Ω vào hai cực của một pin mặt trời thì hiệu điện thế

Giải SBT Lí 11 Bài 9. Định luật Ôm đối với toàn mạch

Bài 9.10 trang 26 Sách bài tập Vật lí 11:

a) Tính suất điện động E và điện trở trong rcủa pin này.

b) Diện tích của pin là S = 5 cm² và nó nhận được năng lượng ánh sáng với công suất trên mỗi xentimét vuông diện tích là w = 2 mW/cm². Tính hiệu suất H của pin khi chuyển từ năng lượng ánh sáng thành nhiệt năng ở điện trở ngoài R₂.

Lời giải

a) Áp dụng định luật Ôm dưới dạng:

$U_N=\text{E}-Ir=\text{E}-\frac{U_N}{R}r$

Ta có hai phương trình:

0,1 = E − 0,0002r

0,15 = E − 0,00015r

Nghiệm của hệ hai phương trình này:

E = 0,3V và r =1000Ω

b) Pin nhận được năng lượng ánh sáng với công suất:

P_tp = wS = 0,002. 5 = 0,01 W

Công suất toả nhiệt ở điện trở R₂:

P_nh = $=\frac{U_2^2}{R_2}=\frac{0,{15}^2}{1000}$ = 2,25.10^-5 W

Hiệu suất của sự chuyển hoá từ năng lượng ánh sáng thành nhiệt năng trong trường hợp này là:  $H=\frac{{\text{P}}_{nh}}{{\text{P}}_{tp}}=\frac{2,{25.10}^{-5}}{{10}^{-2}}=0,225\%$