Задачи › Вычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочки

Квадрат с диагоналями

  1. Квадрат с диагоналями

    Курчатов 2025/26, 8 кл.
    5/10

    На 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.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Преобразуйте «звезду» из трёх резисторов в центре в «треугольник», а при замкнутом ключе используйте симметрию схемы, разделив центральный узел.

    Ответ

    \(2\%\).

    Решение

    При разомкнутом ключе схема цепи выглядит следующим образом:

    Рисунок

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

    Рисунок

    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:

    Рисунок

    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: \(2\%\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи