Сформулируем вспомогательную задачу: при каком соотношении внутреннего сопротивления и сопротивления нагрузки источник ЭДС отдает максимальную мощность?Рассмотрим цепь, содержащую из источника ЭДС E с внутренним сопротивлением r и сопротивления нагрузки R. Пусть R=kr, тогда нам надо найти значение коэффициента k.Мощность на нагрузке P=U*I=I²R=I²kr.По закону Ома для полной цепи I=E/(R+r)=E/(kr+r), тогда
^2}= \frac{E^2}{r} \frac{k}{(k+1)^2} )
Найдем максимум для P, для чего приравняем к нулю первую производную по k для полученного выражения мощности.
![P'=0; \ (\frac{E^2}{r} \frac{k}{(k+1)^2})'=0; \\ \frac{E^2}{r}*[\frac{1}{(k+1)^2}- \frac{2k}{(k+1)^3}]=0; \\ \frac{1}{(k+1)^2} = \frac{2k}{(k+1)^3}; \ 1= \frac{2k}{k+1} \to k+1=2k; \ k=1 P'=0; \ (\frac{E^2}{r} \frac{k}{(k+1)^2})'=0; \\ \frac{E^2}{r}*[\frac{1}{(k+1)^2}- \frac{2k}{(k+1)^3}]=0; \\ \frac{1}{(k+1)^2} = \frac{2k}{(k+1)^3}; \ 1= \frac{2k}{k+1} \to k+1=2k; \ k=1](https://tex.z-dn.net/?f=P'=0; \ (\frac{E^2}{r} \frac{k}{(k+1)^2})'=0; \\ \frac{E^2}{r}*[\frac{1}{(k+1)^2}- \frac{2k}{(k+1)^3}]=0; \\ \frac{1}{(k+1)^2} = \frac{2k}{(k+1)^3}; \ 1= \frac{2k}{k+1} \to k+1=2k; \ k=1 )
Получаетмя, что максимальная мощность отдается источником питания в нагрузку когда сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника ЭДС.Формула для определения выведена выше.