Задачи › Вычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочки

Пластина с разрезами и припоем

  1. Пластина с разрезами и припоем

    «Надежда энергетики» 2016/17, 9 кл.
    6/10

    Квадратная пластина из тонкого медного листа разрезана на четыре одинаковых квадрата. Если в точке пересечения разрезов все малые квадраты соединить каплей припоя, то сопротивление между точками \(A\) и \(B\) будет равно \(R_1\) (рис. 1). Если эти же малые квадраты соединить четырьмя каплями, помещёнными в точках пересечения разрезов со сторонами исходного квадрата (рис. 2), то сопротивление между точками \(A\) и \(B\) будет равно \(R_2\). Полученную фигуру дополнительно разрезают по главным диагоналям, а затем скрепляют ещё четырьмя каплями припоя в точках пересечения разрезов с границей исходного квадрата (рис. 3). Определите в этом случае сопротивление между точками \(A\) и \(B\). Разрезы полностью изолируют части пластины друг от друга, а сопротивление припоя пренебрежимо мало.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Постройте эквивалентные схемы: каждый разрез изолирует части пластины, и сопротивление треугольника из диагонали можно выразить через \(r\) и \(R\).

    Ответ

    \(R_3 = 2R_2 - 0{,}5\,R_1\).

    Решение

    Поскольку все разрезы изолированные, то для первой схемы остаётся последовательное соединение двух квадратов:

    Рисунок

    Для эквивалентной схемы, считая сопротивление квадрата равным \(R\), получим \(R_1 = 2R\).

    Для третьей схемы, обозначив сопротивление треугольников как \(r\), получим:

    Рисунок

    \(R_3 = 2r\).

    Для второй схемы, учитывая введённые обозначения, получим:

    Рисунок

    \(R_2 = \dfrac{2r + R}{2}\).

    Решая систему, получим \(R = \dfrac{R_1}{2}\), \(r = R_2 + 0{,}25\,R_1\) и \[R_3 = 2R_2 + 0{,}5\,R_1.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи