Задачи › Вычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочки

Бесконечная пространственная цепь

  1. Бесконечная пространственная цепь

    Белорусская 1990/91, заключительный этап, 11 кл. · №24392

    11-3. Найдите сопротивление между точками \(A\) и \(B\) в цепи, изображенной на рисунке. Сопротивление каждого из ребер составляет \(R\). Цепь бесконечна в обе стороны.

    Рисунок
    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Используй симметрию: рёбра, соединяющие эквипотенциальные точки, можно убрать. Остаётся резистор, параллельный двум бесконечным цепочкам, сопротивление цепочки найди, отбросив одно звено.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(R_{AB}=\dfrac{R}{\sqrt3}\approx 0{,}58R\).

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    11-3. При подключении источника напряжения между точками \(A\) и \(B\) схема оказывается симметричной относительно плоскости, содержащей ребра \(\text{АА}^1\) и \(\text{ВВ}^1\). Следовательно, ребра \(CD\) и \(EF\) являются эквипотенциальными и их можно «выбросить», так как ток по ним не течет. После этого схема упрощается.

    Рисунок

    Полученная схема состоит из 2 бесконечных цепочек, соединенных параллельно друг другу и резистора \(R_{AB} = R\), параллельного им. Для вычисления сопротивления бесконечной цепочки \(r\) используем известный прием: сопротивление не поменяется, если уберем одно звено. Тогда:

    \[r = 2R + \frac{Rr}{R + r}.\tag{1}\]

    И сопротивление всей цепи:

    \[\frac{1}{R^*} = \frac{1}{R} + \frac{2}{r}.\tag{2}\]

    Из (1) и (2) получаем:

    \[R^* \approx \frac{R}{\sqrt{3}} \approx 0{,}58R.\]

    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