Задачи › Правила Кирхгофа

Шесть источников ЭДС

  1. Шесть источников ЭДС

    ИОШ 2024/25, 11 кл.
    4/10

    Шесть одинаковых источников ЭДС \(\varepsilon\) с внутренним сопротивлением \(r\) соединены в электрическую цепь так, как показано на рисунке. Найти силу электрического тока, текущего на участках 1, 2 и 3. В каком направлении — от \(A\) к \(B\) или от \(B\) к \(A\) — текут эти токи?

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Закон Ома для участка с ЭДС свяжите с напряжением \(U_{BA}\) на каждом из трёх участков, а токи в вершине \(B\) — условием сумм токов.

    Ответ

    \(I_1 = \dfrac{2\varepsilon}{11r}\) (от \(A\) к \(B\)); \(I_2 = -\dfrac{7\varepsilon}{11r}\), т.е. \(\dfrac{7\varepsilon}{11r}\) от \(B\) к \(A\); \(I_3 = \dfrac{5\varepsilon}{11r}\) (от \(A\) к \(B\)).

    Решение

    Пусть по трём участкам цепи \(A1B\), \(A2B\) и \(A3B\) от \(A\) к \(B\) текут электрические токи \(I_1\), \(I_2\) и \(I_3\) соответственно (если какой-то из токов получится отрицательным, это будет означать, что ток течёт в противоположном направлении). Для электрического напряжения между точками \(B\) и \(A\), используя закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС: \[\text{для участка } A1B:\ U = 2\varepsilon - I_1\,2r, \qquad \text{для участка } A2B:\ U = \varepsilon - I_2 r, \qquad \text{для участка } A3B:\ U = 3\varepsilon - I_3\,3r.\] И для трёх токов, втекающих в вершину \(B\): \(I_1 + I_2 + I_3 = 0\). Эти равенства сводятся к системе уравнений: \[\begin{cases} \varepsilon = I_1\,2r - I_2 r,\\ \varepsilon = I_3\,3r - I_1\,2r,\\ I_1 + I_2 + I_3 = 0. \end{cases}\] Решая эту систему уравнений, найдём \[I_1 = \frac{2\varepsilon}{11r}, \qquad I_2 = -\frac{7\varepsilon}{11r}, \qquad I_3 = \frac{5\varepsilon}{11r}.\] Таким образом, по участкам 1 и 3 ток течёт от \(A\) к \(B\), а по участку 2 — от \(B\) к \(A\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи