562. Pienoisakkujen lataus

Kaksi pienoisakkua ladataan oheisen kytkennän mukaisesti.

Akkujen lähdejännitteet ovat 1,5 V ja sisäiset resistanssit 0,10 Ω. Lataavan jännitelähteen lähdejännite on 4,5 V ja sisäinen resistanssi 0,75 Ω​. Kuinka suureksi säätövastuksen resistanssi pitää asettaa, jotta sen läpi kulkeva virta olisi 100 mA?

Ratkaisu

Merkitään laturin ja akkujen lähdejännitteitä Eakku ja Elaturi. Sisäiset resistanssit voidaan merkitä Rakku ja Rlaturi. Säätövastuksen resistanssi on R.

Oletetaan sähkövirran kulkevan myötäpäivään ja merkitään laturista lähtevää sähkövirtaa I. Virta I jakautuu akkuihin kahteen yhtäsuureen osaan, sillä piirin haarat ovat samanlaiset. Akuissa on siis sähkövirta 0,5 I.

Kirchhoffin II lain mukainen yhtälö

[[$ \quad E_{\text{laturi}}-IR_{\text{laturi}}-IR-0{,}5IR_{\text{akku}}-E_{\text{akku}}=0 $]]​

Ratkaistaan lauseke säätövastuksen resistanssille R.

[[$\begin{align} \quad E_{\text{laturi}}-IR_{\text{laturi}}-IR-0{,}5IR_{\text{akku}}-E_{\text{akku}}&=0 \\ \\ E_{\text{laturi}}-IR_{\text{laturi}}-0{,}5IR_{\text{akku}}-E_{\text{akku}}&=IR\end{align}$]]

Säätövastuksen resistanssin lauseke

[[$\quad R=\dfrac{E_{\text{laturi}}-IR_{\text{laturi}}-0{,}5IR_{\text{akku}}-E_{\text{akku}}}{I}$]]

Resistanssin suuruus

[[$\quad R=\dfrac{4{,}5 \ \Omega -0{,}100 \ \mathrm{A}\cdot 0{,}75 \ \Omega-0{,}5\cdot 0{,}100 \ \mathrm{A}\cdot 0{,}1 \ \Omega-1{,}5 \ \mathrm{V}}{0{,}100 \ \mathrm{A}}=29{,}2 \ \Omega\approx 30 \ \Omega$]]