Задачи › Правила Кирхгофа

Три вольтметра и два источника

  1. Три вольтметра и два источника

    Росатом 2025/26, 11 кл.
    5/10

    Электрическая цепь, схема которой приведена на рисунке, содержит два идеальных источника электрического напряжения и три одинаковых вольтметра. Известно, что напряжение левого источника — \(\varepsilon_1 = 5\) В, а вольтметр \(V_1\) показывает напряжение \(U_1 = 1{,}4\,\varepsilon_1\). Найти напряжение второго источника и показания вольтметров \(V_2\) и \(V_3\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Токи через вольтметры связаны законом сохранения заряда в узле \(A\), а показания вольтметров пропорциональны токам через них (сопротивления одинаковы). Запишите напряжения на вольтметрах через \(\varepsilon_1\) и обойдите контуры.

    Ответ

    \(\varepsilon_2 = 2{,}2\,\varepsilon_1 = 11\ \text{В}\);  \(U_2 = 0{,}4\,\varepsilon_1 = 2\ \text{В}\);  \(U_3 = 1{,}8\,\varepsilon_1 = 9\ \text{В}\).

    Решение

    Ток в самом левом участке цепи течёт так, как это показано на рисунке, поскольку оба источника «гонят» заряды в этом направлении. При этом падение напряжения на вольтметре \(V_1\) больше напряжения \(\varepsilon_1\), поэтому потенциал точки \(A\) меньше потенциала точки \(B\), и ток на участке \(A\)–\(B\) течёт от \(B\) к \(A\), а вольтметр \(V_2\) показывает напряжение \(U_2 = U_1 - \varepsilon_1 = 0{,}4\,\varepsilon_1\). В узле \(A\) выполняется условие токов \(I_1 + I_2 = I_3\).

    Рисунок

    Если это равенство умножить на сопротивление вольтметра (одинаковое у всех трёх), получится аналогичное соотношение для показаний вольтметров \[U_3 = U_1 + U_2 = 1{,}8\,\varepsilon_1 .\] Теперь из правого замкнутого контура получаем \[\varepsilon_2 = U_2 + U_3 = 2{,}2\,\varepsilon_1 .\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи