Амперметры и вольтметры
5/10Электрическая 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 \(V_2\).

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаАмперметр показывает ток через себя, вольтметр — напряжение на себе. Как ток делится между ветвями с сопротивлениями?
Ответ\(r_V = 100\text{ Ом}\); \(U_2 = U_1/6 \approx 16{,}7\text{ В}\); \(r_A = 20\text{ Ом}\).
РешениеЧерез 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 \[r_A = r_V\,\frac{I_{2V}}{I_2} = \frac{U_1\,(I_1 - I_2)}{I_1 I_2} = \frac{U_1}{5I_1} = 20\text{ Ом}.\]
Похожие задачи
- Амперметры и ключ МОШ 2012/13, 9 кл.
- Вольтметр с добавочным резистором МОШ 2012/13, 10 кл.
- Амперметр с шунтом МОШ 2012/13, 10 кл.
- Вольтметры в цепи «Покори Воробьёвы горы!» 2014/15, 7-9 кл.
- Неисправный вольтметр ИОШ 2016/17, 11 кл.
- Неидеальные вольтметры Росатом 2016/17, 9 кл.