R - сопротивление одной секции кипятильника
R/2 - сопротивление нагревателя при параллельном соединении секций
I1 = ЭДС/(r+R/2) - ток в цепи нагревателя при параллельном
соединении
U1 = I1*R/2 = ЭДС*R/2/(r+R/2)
- напряжение на нагревателе при параллельном соединении
P1 = U1*I1 = ЭДС^2*R/2/(r+R/2)^2
- мощность нагревателя при параллельном соединении
2*R - сопротивление нагревателя при последовательном соединении
I2 = ЭДС/(r+2*R) - ток в цепи нагревателя
при последовательном соединении
U2 = I1*2*R = ЭДС*2*R/(r+2*R)
- напряжение на нагревателе при последовательном соединении
P2 = U2*I2 = ЭДС^2*2*R/(r+2*R)^2
- мощность нагревателя при параллельном соединении
в обоих случаях время нагрева одинаково, значит мощность одинакова P1=P2
ЭДС^2*R/2/(r+R/2)^2 = ЭДС^2*2*R/(r+2*R)^2
4*(r+R/2)^2 = (r+2*R)^2
2*(r+R/2) = (r+2*R)
2*r+R = r+2*R
r = R
ток короткого замыкания I кз = ЭДС/r = ЭДС/R = 15/4 А = 3,75 А