Задачи › Амперметры, вольтметры, мосты

Амперметры и вольтметры

  1. Амперметры и вольтметры

    Росатом 2023/24, 9 кл.
    5/10

    Электрическая цепь состоит из двух одинаковых амперметров, двух одинаковых вольтметров, источника напряжения и резистора. Известны показания амперметров \(A_1\) и \(A_2\) — \(I_1 = 1\text{ А}\) и \(I_2 = 5I_1/6\) соответственно, и показания вольтметра \(V_1\) — \(U_1 = 100\text{ В}\). Найти сопротивления вольтметров и амперметров, а также показания вольтметра \(V_2\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Амперметр показывает ток через себя, вольтметр — напряжение на себе. Как ток делится между ветвями с сопротивлениями?

    Ответ

    \(r_V = 100\text{ Ом}\); \(U_2 = U_1/6 \approx 16{,}7\text{ В}\); \(r_A = 20\text{ Ом}\).

    Решение

    Через вольтметр \(V_1\) течёт такой же ток \(I_1\), как и через амперметр \(A_1\) (они соединены последовательно), напряжение на нём \(U_1\). По закону Ома для участка цепи сопротивление вольтметра \[r_V = \frac{U_1}{I_1} = 100\text{ Ом}.\] В узле, где цепь разветвляется, ток \(I_1\) делится на две части: \(I_1 = I_2 + I_{2V}\), где \(I_{2V}\) — ток через вольтметр \(V_2\). По закону Ома для вольтметра \(V_2\) его показание \[U_2 = I_{2V}\,r_V = (I_1 - I_2)\frac{U_1}{I_1} = \frac{U_1}{6} = 16{,}7\text{ В}.\] При разветвлении цепи ток делится в отношении, обратном отношению сопротивлений: \(\dfrac{I_2}{I_{2V}} = \dfrac{r_V}{r_A}\). Отсюда \[r_A = r_V\,\frac{I_{2V}}{I_2} = \frac{U_1\,(I_1 - I_2)}{I_1 I_2} = \frac{U_1}{5I_1} = 20\text{ Ом}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи