Задачи › Вычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочки

Резисторы и два амперметра

  1. Резисторы и два амперметра

    Росатом 2016/17, 8 кл.
    3/10

    Четыре резистора с сопротивлениями \(R_1 = 6\text{ Ом}\), \(R_2 = 3\text{ Ом}\), \(R_3 = 15\text{ Ом}\), \(R_4 = 8\text{ Ом}\) соединены в цепь вместе с двумя идеальными амперметрами (с нулевым сопротивлением) так, как показано на рисунке. Показания амперметра \(A_1\) известны — \(I_1 = 0{,}1\text{ А}\). Найти показания амперметра \(A_2\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Амперметры можно заменить проводниками. Тогда цепь сводится к смешанному соединению: найдите сопротивление нижнего участка, а затем распределите токи по ветвям.

    Ответ

    \(I_2 = 0{,}2\text{ А}\).

    Решение

    Данная в условии цепь эквивалентна цепи, показанной на рисунке.

    Рисунок

    Сопротивление нижнего участка цепи находим по правилам последовательного и параллельного соединения резисторов: \[\frac{R_1R_2}{R_1 + R_2} + R_4 = 10\text{ Ом}.\] Поэтому ток через резистор 4 равен \(I_4 = \dfrac{U}{10}\), где \(U\) — напряжение, приложенное к цепи (в вольтах). На участке параллельного соединения резисторов 1 и 2 ток \(I_4\) делится в отношении \(R_1/R_2\). Отсюда находим ток через амперметр \(A_1\): \[I_1 = \frac{R_2}{R_1 + R_2}\,I_4 = \frac{U}{30}.\] Ток через верхний участок цепи (резистор 3 и амперметр \(A_2\)): \[I_2 = \frac{U}{R_3} = \frac{U}{15}.\] Сравнивая две последние формулы, заключаем, что ток через амперметр \(A_2\) вдвое больше тока через амперметр \(A_1\): \[I_2 = 2I_1 = 0{,}2\text{ А}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи