Квадрат с диагоналями
5/10На схеме изображён электрический контур в форме квадрата. Все четыре стороны квадрата и обе его диагонали — проволочные отрезки с одинаковыми сопротивлениями \(R = 1\) Ом. Центральная точка квадрата является узлом и делит проволочные отрезки диагоналей пополам. Систему подключают к источнику постоянного тока к точкам \(A\) и \(B\). Найдите, на сколько процентов уменьшится общее сопротивление контура после замыкания ключа \(K\). Проволочный отрезок \(BC\) диагонали квадрата с замкнутым ключом \(K\) имеет сопротивление \(R = 1\) Ом. Ответ округлите до целого числа.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПреобразуйте «звезду» из трёх резисторов в центре в «треугольник», а при замкнутом ключе используйте симметрию схемы, разделив центральный узел.
Ответ\(2\%\).
РешениеПри разомкнутом ключе схема цепи выглядит следующим образом:

Заменим эквивалентным преобразованием «звезду» из трёх резисторов в центре схемы на «треугольник»:

Получив цепь, состоящую из попарно параллельно соединённых резисторов, получаем эквивалентное сопротивление между точками \(A\) и \(B\): \[R_{\text{раз}} = \frac{17}{40} R.\] При замкнутом ключе схема упрощается, при этом центральный узел схемы может быть разделён ввиду симметрии схемы:

и эквивалентное сопротивление между \(A\) и \(B\) становится \[R_{\text{зам}} = \frac{5}{12} R.\] Процент уменьшения сопротивления: \[p = \frac{R_{\text{раз}} - R_{\text{зам}}}{R_{\text{раз}}} \cdot 100\% \approx 2\%.\] Ответ: \(2\%\).
Похожие задачи
- Бесконечная цепь из резисторов МОШ 2009/10, 10 кл.
- Сопротивление цепи с приборами Курчатов 2012/13, 9 кл.
- Два резистора: последовательно и параллельно МОШ 2012/13, 9 кл.
- Нагревательный прибор Санкт-Петербургская 2012/13, 9 кл.
- Участок цепи из резисторов МОШ 2013/14, 10 кл.
- Десять резисторов — схема на 1,7 кОм МОШ 2013/14, 7-11 кл.