Задачи › Вычисление сопротивлений, симметрия, бесконечные цепочки

Квадратная пластина из медного листа

  1. Квадратная пластина из медного листа

    «Надежда энергетики» 2016/17, 10 кл.
    6/10

    Квадратная пластина из тонкого медного листа разрезана на четыре одинаковых квадрата. Если в точке пересечения разрезов все малые квадраты соединить каплей припоя, то сопротивление между точками \(A\) и \(B\) будет равно \(R_1\) (рис. 1). Если эти же малые квадраты соединить четырьмя каплями, помещёнными в точках пересечения разрезов со сторонами исходного квадрата (рис. 2), то сопротивление между точками \(A\) и \(B\) будет равно \(R_2\). Полученную фигуру дополнительно разрезают по главным диагоналям, а затем скрепляют ещё четырьмя каплями припоя в точках пересечения разрезов с границей исходного квадрата (рис. 3). Определите в этом случае сопротивление между точками \(A\) и \(B\). Разрезы полностью изолируют части пластины друг от друга, а сопротивление припоя пренебрежимо мало.

    Рисунок
    Рисунок
    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Для каждой из трёх схем сначала найдите эквивалентные сопротивления сегментов пластины, затем составьте систему для сопротивления одного малого квадрата и треугольников.

    Ответ

    \(R_3 = 2R_2 - 0{,}5R_1\).

    Решение

    Поскольку все разрезы изолированные, то для первой схемы останется:

    Рисунок

    Для эквивалентной схемы, считая сопротивление квадрата равным \(R\), получим: \(R_1 = 2R\).

    Для третьей схемы получим, обозначив сопротивление треугольников как \(r\):

    Рисунок

    Для второй схемы, учитывая введённые обозначения, получим:

    Рисунок

    \[R_2 = \dfrac{2r + R}{2}.\] Решая систему, получим: \(R = R_1/2\), \(r = R_2 + 0{,}25R_1\), и \[R_3 = 2R_2 + 0{,}5R_1.\] Ответ: \(R_3 = 2R_2 - 0{,}5R_1\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи