Задачи › Вычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочки

Чёрный ящик из четырёх резисторов

  1. Чёрный ящик из четырёх резисторов

    Всесибирская 2022/23, отборочный этап, 9 кл. · №25332

    В черном ящике смонтирована схема из 4-х резисторов сопротивлением \(R_0 = 1\) Ом каждый. Из ящика выведены 3 клеммы, присоединенные к схеме. Омметр, подключенный к клемме 1 и клемме 2, показывает сопротивление \(R = 0{,}75\) Ом. То же самое он показывает, если его подключить к клеммам 2 и 3. Измеренное сопротивление между клеммами 1 и 3 оказалось не равным нулю. Чему равно это сопротивление?

    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Сопротивление \(R<R_0\) между двумя клеммами возможно только в одном случае: если между ними стоит один резистор, а параллельно ему — цепь из остальных. Найдите сопротивление этой цепи и восстановите схему.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(R_{13}=1\) Ом.

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    Сопротивление между клеммами \(R<R_0\) получается только в случае, если между ними включён один резистор, а параллельно ему — схема из остальных резисторов. Сопротивление этой схемы \(R_x\) найдём из соотношения \(R=\dfrac{R_0R_x}{R_0+R_x}\): \(R_x=\dfrac{RR_0}{R_0-R}=3\) Ом\(=3R_0\). Значит, остальные три резистора образуют последовательную цепь. Один резистор включён между клеммами 1 и 2, другой — между клеммами 2 и 3, оставшиеся два замыкают цепь, параллельную как первому, так и второму. Схема приведена на рисунке. Клеммы 1 и 3 соединяют две параллельные ветви сопротивлением \(2R_0\) каждая: \[R_{13}=\dfrac{2R_0\cdot 2R_0}{2R_0+2R_0}=R_0=1~\text{Ом}.\]

    Рисунок

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиНашли ошибку?

Похожие задачи