Задачи › Правила Кирхгофа

Схема из трёх источников

  1. Схема из трёх источников

    Санкт-Петербургская 2025/26, 10 кл.
    5/10

    Электрическая схема, изображённая на рисунке, состоит из трёх источников и пяти резисторов. ЭДС источников и сопротивления резисторов указаны на рисунке. Во сколько раз изменится мощность тепловыделения в цепи, если закоротить резистор с сопротивлением \(R\)? Внутренним сопротивлением источников и сопротивлением соединительных проводов пренебречь.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Токи через два одинаковых контура совпадают по симметрии: запишите второй закон Кирхгофа для одного независимого контура до и после закорачивания.

    Ответ

    Тепловыделение увеличится в \(4/3\) раза.

    Решение

    Через источники \(3\mathcal{E}\) текут токи \(I_1\) и \(I_2\), через источник \(\mathcal{E}\) — ток \(I_1 + I_2\). По симметрии \(I_1 = I_2\); второй закон Кирхгофа для контура даёт \(3\mathcal{E} + \mathcal{E} = 6RI_1 + R(I_1 + I_2)\), откуда \(I_1 = I_2 = \dfrac{\mathcal{E}}{2R}\). Тепловыделение \(P_{\text{I}} = \dfrac{4\mathcal{E}^2}{R}\).

    После закорачивания резистора \(R\) токи \(I_1' = I_2' = \dfrac{2\mathcal{E}}{3R}\) (из \(4\mathcal{E} = 6RI_1'\)), а тепловыделение \(P_{\text{II}} = \dfrac{16\mathcal{E}^2}{3R}\). Отношение \(P_{\text{II}}/P_{\text{I}} = \dfrac{4}{3}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи