Кольцо с перемычками
5/10Из проволоки, сопротивление единицы длины которой равно \(2\lambda\), изготовили кольцо радиуса \(R\). Затем из другой проволоки, сопротивление единицы длины которой \(\lambda\), изготовили две перекрещивающиеся под прямым углом диаметральные перемычки и прикрепили к кольцу. Найти сопротивление кольца между точками А и В.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаКаждая перемычка от центра до окружности имеет сопротивление \(\lambda R\). Используйте симметрию цепи: какой проводник не несёт тока?
Ответ\(R_{\text{об}} = \dfrac{(2 + 4\pi + \pi^2)\,\lambda R}{8 + 6\pi + \pi^2}\).
РешениеПоскольку сопротивление каждой перемычки от центра до окружности равно \(\lambda R\), данную в условии электрическую цепь можно представить в виде, показанном на рисунке. Проводник, идущий от центра окружности (т. В) к самой окружности в направлении, противоположном точке А (в точку С), представляем как два параллельных проводника с удвоенным сопротивлением (по сравнению с тем проводником, который был на этом месте). Сопротивление проводника из двух параллельно соединённых одинаковых проводников вдвое меньше сопротивления каждого из них. При этом благодаря симметрии цепи по проводнику, соединяющему два проводника с сопротивлением \(2\lambda R\) в точке С, электрический ток течь не будет. Поэтому его можно удалить из цепи без изменения её сопротивления.

Полученная цепь сводится к последовательному и параллельному соединению резисторов, её сопротивление ищется по правилам сложения сопротивлений:

В результате получим для сопротивления цепи \[R_{\text{об}} = \frac{\left(2 + 4\pi + \pi^2\right)\lambda R}{8 + 6\pi + \pi^2}.\]
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.