Задачи › Вычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочки

Куб с диодами

  1. Куб с диодами

    «Бельчонок» 2023/24, 10 кл.
    6/10

    На рисунке представлена схема, где значение \(R=40\) Ом. В два ребра куба в место сопротивления включены идеальные диоды. Определите полное сопротивление данной цепи, если между точками \(A\) и \(C'\) приложено напряжение \(U=160\) В.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Ток через диоды идёт в одном направлении, поэтому часть вершин куба соединяется накоротко. Используйте симметрию схемы и найдите токи через ребра.

    Ответ

    \(R_0=R=40\) Ом (полное сопротивление цепи); токи: через куб \(I=4\) А, через резисторы \(1\) А, через диоды \(1\) А.

    Решение

    При таком подключении ток через диоды бежит, а значит точки \(A\) и \(B\) соединены накоротко, аналогично для точек \(C'\) и \(D'\). Эквивалентная схема представлена на рисунке.

    Рисунок

    В силу симметрии ток не будет бежать через участки схемы \(B'C\) и \(A'D\). Сопротивления участков равны между собой: \[R_{ABB'C}=R_{ABA'D}=R_{B'CC'D'}=R_{A'DC'D'}=R.\] Сопротивление верхнего участка равно сопротивлению нижнего участка цепи: \[R_{\text{I}}=R_{\text{II}}=2R.\] Полное сопротивление цепи: \[R_0=R=40~\text{Ом}.\] Ток, текущий через весь куб: \[I=\frac{U}{R}=4~\text{А}.\] Токи через все рёбра, где есть сопротивления, равны между собой: \[I_1=\frac{I}{4}=1~\text{А}.\] Токи через диоды: \[I_2=2I_1=1~\text{А}.\] Токи через рёбра \(B'C'\) и \(DC\) не текут.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи