Задачи › Вычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочки

Три резистора и два амперметра

  1. Три резистора и два амперметра

    Росатом 2025/26, 10 кл.
    5/10

    В электрической цепи, схема которой представлена на рисунке, два из трёх резисторов одинаковы, третий отличается от них. Известно, что показания первого амперметра \(I_1 = I\), второго \(I_2 = 2I/3\). Известно сопротивление первого резистора \(r_1 = r\). Найти сопротивления второго и третьего резисторов. Считать, что сопротивления амперметров равны нулю.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Если бы сопротивления всех резисторов совпадали, токи через амперметры были бы равны; значит, одинаковыми являются либо резисторы 2 и 3, либо резисторы 1 и 2.

    Ответ

    1) \(r_2 = r_3 = \dfrac{r}{3}\);  2) \(r_2 = r\), \(r_3 = \dfrac{r}{2}\).

    Решение

    Если бы сопротивления крайних резисторов совпадали, токи через амперметры были бы одинаковыми. Поэтому есть две возможности: либо равны сопротивления второго и третьего резисторов \(r_2 = r_3\) (а первое отличается от них), либо равны сопротивления первого и второго резисторов \(r_1 = r_2\) (а третье отличается).

    Амперметры имеют нулевое сопротивление, поэтому резисторы включены параллельно источнику; амперметр \(A_1\) измеряет ток через второй и третий резисторы, амперметр \(A_2\) — ток через первый и второй. Пусть \(i_1\), \(i_2\) и \(i_3\) — токи через первый, второй и третий резисторы. Тогда \[i_2 + i_3 = I_1 = I, \qquad i_1 + i_2 = I_2 = \frac{2I}{3} .\] В первом случае \(r_2 = r_3\) (и \(i_2 = i_3\)), откуда \(i_2 = i_3 = I/2\), \(i_1 = I/6\). Поэтому сопротивления второго и третьего резисторов втрое меньше сопротивления первого: \[r_2 = r_3 = \frac{r}{3}.\] Во втором случае \(r_1 = r_2\), откуда \(i_1 = i_2 = I/3\), \(i_3 = 2I/3\). Сопротивление третьего резистора вдвое меньше сопротивления первого и второго: \[r_2 = r, \qquad r_3 = \frac{r}{2}.\] Таким образом, с данными условия совместимы два решения.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи