Задачи › Вычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочки

Мостовая схема сопротивлений

  1. Мостовая схема сопротивлений

    ВсОШ 1996/97, 9 кл.
    4/10

    Найдите сопротивление \(R_{AB}\) цепи, изображённой на рисунке. Известно, что \(R_1 = 3\) кОм, \(R_2 = 8\) кОм, \(R_3 = 21\) кОм, \(R_4 = 56\) кОм, \(R_5 = 9{,}625\) кОм.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(R_{AB} = \dfrac{(R_1 + R_2)(R_3 + R_4)}{R_1 + R_2 + R_3 + R_4} = 9{,}625\) кОм.

    Решение

    Обозначим точки подсоединения \(R_5\) через \(C\) и \(D\). Рассмотрим две схемы, получающиеся из исходной путём разрыва между точками \(C\) и \(D\) (рис. 29) и закорачивания этих же точек (рис. 30).

    Рисунок
    Рисунок

    Пусть напряжение между клеммами \(A\) и \(B\) равно \(U\). Тогда силы токов в этих схемах \[I_1 = I_2 = \dfrac{U}{11},\quad I_3 = I_4 = \dfrac{U}{77},\] \[I'_1 = I'_2 = \dfrac{U}{11},\quad I'_3 = I'_4 = \dfrac{U}{77}.\]

    Рисунок

    Заметим, что силы токов через каждое из сопротивлений \(R_1\), \(R_2\), \(R_3\), \(R_4\) одинаковы для обеих схем. Ясно, что схема на рис. 31 эквивалентна схеме на рис. 30. Сила тока через перемычку \(CD\) \[I_5 = I_1 - I_2 = 0.\] Поскольку сила тока на участке \(CD\) равна нулю, независимо от величины \(R_5\), то и \(R_{AB}\) не зависит от \(R_5\). Таким образом, для расчёта сопротивления \(R_{AB}\) можно использовать любую из схем на рис. 29–31. Воспользуемся схемой на рис. 29 и найдём: \[R_{AB} = \dfrac{(R_1 + R_2)(R_3 + R_4)}{R_1 + R_2 + R_3 + R_4} = 9{,}625\text{ кОм}.\] (Совпадение с \(R_5\) случайно!)

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи