Задачи › Эквивалентный источник

Черный ящик

  1. Черный ящик

    Санкт-Петербургская 2013/14, 9 кл.
    6/10

    Задание: в черном ящике содержится схема из неидеального источника тока и сопротивлений. Некоторые узлы схемы соединены с выводами 1–5 черного ящика. Вывод 6 не используется.

    1. Измерьте и занесите в таблицу значения силы тока между каждой парой выводов.

    2. Пользуясь таблицей, определите, между какими выводами может быть подключен источник тока.

    3. Измерьте сопротивления между каждой парой выводов, не замкнутой на источник. Занесите результаты в таблицу.

    4. Определите схему соединения элементов внутри черного ящика. Вычислите значения сопротивлений.

    5. Измерьте напряжения между каждой парой выводов. Повторите измерения, включив параллельно вольтметру сопротивление 1 кОм. Объясните наблюдаемые результаты. Что можно сказать о свойствах источника тока?

    Оборудование: черный ящик, мультиметр, сопротивление 1 кОм.

    Примечания: черный ящик нельзя вскрывать. Нельзя подключать мультиметр к выводам батарейки, так как это может привести к выходу из строя источника тока, расположенного в черном ящике.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сравните токи для всех пар выводов: источник обязан быть подключён между парой, где ток заметно отличается от нуля при любом подключении нагрузки.

    Ответ

    Источник тока подключён между выводами 1 и 5; его сила тока \(0{,}6\) мА.

    Решение

    Измерив токи для всех пар выводов, видим, что источник подключён между выводом 1 и некоторой точкой схемы, соединённой с выводами 2, 3, 4, 5. Измерив сопротивления между парами выводов \(\{2, 3, 4, 5\}\), получаем соотношения \(R_{52} + R_{23} = R_{53}\), \(R_{43} = R_{45} + R_{35} = R_{45} + R_{52} + R_{23}\). Наиболее простая схема, удовлетворяющая этим равенствам, — последовательное соединение резисторов \(R_{45}\), \(R_{52}\), \(R_{23}\) между соответствующими выводами.

    Напряжения между парами, между которыми находится источник (1–2, 1–3, 1–4, 1–5), около \(8{,}5\) В: источник неидеальный и выдаёт постоянный ток только до напряжения \(8{,}5\) В. При параллельно подключённом сопротивлении 1 кОм напряжение становится около \(0{,}6\) В, что соответствует силе тока \(0{,}6\) мА, измеренной в первом пункте (падение напряжения на 1 кОм). Отсюда источник подключён между выводами 1 и 5 и имеет силу тока \(0{,}6\) мА.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх