Задачи › Эквивалентный источник

Мощность на сером резисторе

  1. Мощность на сером резисторе

    Всесибирская 2024/25, заключительный этап, 10 кл. · №25436

    Найдите мощность, выделяемую на сером резисторе, если известно, что \(J=6\) А, \(\varepsilon=12\) В, \(R_1=2\) Ом, \(R_2=R_4=R_5=R_6=3\) Ом, \(R_3=5\) Ом, а \(R_7=2{,}5\) Ом.

    Рисунок
    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Резисторы \(R_4\), \(R_5\), \(R_6\) соединены параллельно. Замените источник тока эквивалентным источником ЭДС и свёрните левую часть схемы.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(P=\dfrac13\) Вт.

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    Эквивалентное сопротивление участка с резисторами \(R_4\), \(R_5\), \(R_6\): \(R_4\parallel R_5\parallel R_6=1\) Ом (узлы соединены перемычками и могут быть объединены).

    Воспользуемся методом эквивалентного генератора. Преобразуем источник тока \(J\): \(\varepsilon'=JR_1=12\) В.

    Эквивалентное преобразование для участка с резисторами \(R_1\), \(R_2\), \(R_3\): \[r_{\text{вн}}=R_1\parallel(R_2+R_3)=2{,}5\text{ Ом},\qquad \varepsilon''=\dfrac{\varepsilon' R_3}{R_1+R_2+R_3}=6\text{ В}.\] Итоговая схема после преобразования достаточно проста.

    Рисунок

    Запишем второе правило Кирхгофа и найдём ток через эквивалентное сопротивление: \(\sum\varepsilon=(r_{\text{вн}}+R_7+R_{\text{экв}})I\ \to\ I=1\) А.

    Отсюда ток через серый резистор \(I_{\text{сер}}=I/3\), а значит выделяемая мощность \[P=I_{\text{сер}}^2R_5=\dfrac13\text{ Вт}.\]

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиНашли ошибку?

Похожие задачи