Схема из трёх источников
5/10Электрическая 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.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаТоки через два одинаковых контура совпадают по симметрии: запишите второй закон Кирхгофа для одного независимого контура до и после закорачивания.
ОтветТепловыделение увеличится в \(4/3\) раза.
РешениеЧерез 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 \(P_{\text{II}}/P_{\text{I}} = \dfrac{4}{3}\).
Похожие задачи
- Показание вольтметра в схеме с ЭДС «Шаг в будущее» 2009/10, 11 кл.
- Три батарейки МОШ 2010/11, 10 кл.
- Три источника и четыре вольтметра Росатом 2016/17, 10 кл.
- Два источника и три вольтметра Росатом 2016/17, 11 кл.
- Три источника и резистор СПбГУ 2016/17, 11 кл.
- Три источника и три резистора Росатом 2019/20, 10 кл.