Задачи › Закон Ома, сопротивление

Сопротивление нити накала

  1. Сопротивление нити накала

    ВсОШ 1992/2001, 10 кл.
    4/10

    Определите сопротивление \(R_{\text{л}}\) нити накала лампочки, включённой в цепь, схема которой изображена на рисунке 1.10.

    Рисунок

    Оборудование: источник тока, выходное напряжение \(U\) которого постоянно (6 В), лампочка от карманного фонаря, два резистора \(R_1\) и \(R_2\) с известными сопротивлениями, магазин сопротивлений \(R_3\), двухпозиционный переключатель, соединительные провода.

    Внимание! Подключение лампочки непосредственно к источнику тока приводит к её перегоранию. В этом случае новая лампочка не выдаётся, а работа считается невыполненной.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(R_{\text{л}} = R_2\left(\dfrac{R_3}{R_1} - 1\right)\), где \(R_3\) — сопротивление, при котором накал лампочки не зависит от положения переключателя.

    Решение

    Рекомендации для организаторов. Сопротивления \(R_1\) и \(R_2\) следует подобрать так, чтобы накал лампочки был очень слабым. Например, \(R_1 = 24\) Ом, \(R_2 = 12\) Ом. В этом случае \(R_3 \approx 50\) Ом.

    Соберём электрическую цепь, схема которой приведена на рис. 46.

    Рисунок

    Установим максимальное сопротивление \(R_3\). Затем начнём его уменьшать, систематически меняя положение переключателя. Подберём такое значение \(R_3\), при котором накал лампочки не зависит от положения переключателя. Это возможно тогда, когда напряжение на лампочке остаётся одним и тем же в обоих положениях переключателя: \[U_1 = U\dfrac{R_{\text{л}}R_2}{R_{\text{л}}(R_1 + R_2) + R_1R_2},\tag{1}\] \[U_2 = U\dfrac{R_{\text{л}}}{R_{\text{л}} + R_3}.\tag{2}\] Из (1) и (2) получим \[R_{\text{л}} = R_2\left(\dfrac{R_3}{R_1} - 1\right).\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи