Авометрия
5/10По известным показаниям вольтметра \(V_1\) и амперметра \(A_1\) (\(U_1 = 1\) В, \(I_1 = 6\) мкА) определите показания остальных приборов в электрической цепи, схема которой приведена на рисунке 4. Все вольтметры одинаковые, и их сопротивления гораздо больше сопротивлений амперметров.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСопротивления амперметров малы, поэтому токи в ветвях определяются вольтметрами, которые можно считать резисторами одинакового сопротивления. Найдите соотношения токов в ветвях по первому правилу Кирхгофа, а затем показания приборов будут пропорциональны этим токам.
ОтветВольтметры (кроме \(V_1\)): \(2\) В, \(2\) В, \(1\) В, \(5\) В, \(5\) В; амперметры (кроме \(A_1\)): \(1\) мкА, \(10\) мкА, \(10\) мкА, \(5\) мкА; омметр: \(R = \dfrac{5\,\text{В}}{12\,\text{мкА}} \approx 417\) кОм.
РешениеРоль источника тока в цепи выполняет омметр. Так как сопротивления амперметров малы и цепь не содержит контуров без вольтметров, токи в ветвях определяются вольтметрами, которые можно рассматривать как резисторы с одинаковым сопротивлением \(R_V\). Амперметры заменяются идеальными перемычками, омметр — источником тока.
Обозначим ток через вольтметр \(V_1\) за \(I\). Через вольтметры в соседних ветвях пойдут токи \(2I\) и \(I\), через вольтметры в нижней части цепи — \(5I\); напряжение между узлами \(b\) и \(a\) равно \(5IR_V\), поэтому через вольтметры №5 и №6 идут токи по \(5I\). По первому правилу Кирхгофа находим токи \(6I\) через перемычку с амперметром \(A_1\), \(12I\) через омметр и \(10I\) в нижнем проводе. Показания вольтметров пропорциональны токам через них (при одинаковом \(R_V\)), показания амперметров — токам через них. При \(A_1 = 6\) мкА (т.е. \(I = 1\) мкА) и \(V_1 = 1\) В получаем показания приборов, приведённые на рисунке и в ответе.

Показания омметра: напряжение между узлами \(a\) и \(b\) равно \(5\) В, ток через омметр \(12\) мкА, поэтому \(R = \dfrac{5\,\text{В}}{12\,\text{мкА}} \approx 417\) кОм.
Похожие задачи
- Амперметры и ключ МОШ 2012/13, 9 кл.
- Вольтметр с добавочным резистором МОШ 2012/13, 10 кл.
- Амперметр с шунтом МОШ 2012/13, 10 кл.
- Вольтметры в цепи «Покори Воробьёвы горы!» 2014/15, 7-9 кл.
- Неисправный вольтметр ИОШ 2016/17, 11 кл.
- Неидеальные вольтметры Росатом 2016/17, 9 кл.