Задачи › Вычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочки

Резисторы с перемычками

  1. Резисторы с перемычками

    ВсОШ 2000/01, 9 кл.
    4/10

    Электрическая цепь составлена из семи последовательно соединённых резисторов: \(R_1 = 1\) кОм, \(R_2 = 2\) кОм, \(R_3 = 3\) кОм, \(R_4 = 4\) кОм, \(R_5 = 5\) кОм, \(R_6 = 6\) кОм, \(R_7 = 7\) кОм и четырёх перемычек (см. рисунок). Входное напряжение \(U = 53{,}2\) В. Укажите, в каком из резисторов сила тока минимальна. Найдите эту силу тока. В каком из резисторов сила тока максимальна? Найдите её.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    Минимальна в \(R_5\): \(I_{\min} = 2\) мА; максимальна в \(R_4\): \(I_{\max} = U/R_4 = 13{,}3\) мА.

    Решение

    Рассмотрим эквивалентную схему цепи (рис. 74).

    Рисунок

    Сопротивление \(R_{1,5}\) параллельно соединённых резисторов \(R_1\) и \(R_5\) равно \[R_{1,5} = \dfrac{R_1R_5}{R_1 + R_5} = \dfrac{5}{6}\text{ кОм}.\] Аналогично, \[R_{2,6} = \dfrac{3}{2}\text{ кОм и }R_{3,7} = \dfrac{21}{10}\text{ кОм}.\] Таким образом, сопротивление всей верхней цепочки из 6 резисторов \[R = R_{1,5} + R_{2,6} + R_{3,7} = 4\dfrac{13}{30}\text{ кОм}.\] Поскольку \(R > R_4\), то сила тока, протекающего через \(R_4\), будет максимальной: \(I_{\max} = \dfrac{U}{R_4} = 13{,}3\) мА. Сила тока, протекающего через верхнюю цепочку, \(I = \dfrac{U}{R} = 12\) мА.

    Суммарная сила токов, протекающих через пары параллельных резисторов, одинакова для каждой пары; в паре же силы токов относятся друг к другу обратно пропорционально сопротивлениям. Отсюда следует, что сила тока, протекающего через \(R_5\), будет минимальной: \(I_{\min} = 2\) мА.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи