сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 0 № 513
i

Экс­пе­ри­мен­та­тор со­брал схему из че­ты­рех па­рал­лель­ных ре­зи­сто­ров со­про­тив­ле­ни­ем R  =  1 Ом каж­дый. Клем­мы A и B он со­еди­нил с вы­во­да­ми од­но­го из ре­зи­сто­ров тол­стым про­во­дом, а осталь­ные че­ты­ре ре­зи­сто­ра он вы­нуж­ден был со­еди­нить с по­мо­щью от­рез­ков дли­ной 1 см остав­ше­го­ся у него тон­ко­го про­во­да (см. схему). Оце­ни­те с точ­но­стью до одной зна­ча­щей цифры со­про­тив­ле­ние 1 см от­рез­ка, ис­поль­зо­ван­но­го в схеме тон­ко­го про­во­да, если со­про­тив­ле­ние между клем­ма­ми A и B ока­за­лось рав­ным 0,2509 Ом. Со­про­тив­ле­ние тол­сто­го про­во­да пре­не­бре­жи­мо мало.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

На ри­сун­ке при­ве­де­на схема, учи­ты­ва­ю­щая ко­неч­ное со­про­тив­ле­ние от­рез­ков тон­ко­го про­во­да: R  — со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра, а r  — ис­ко­мое со­про­тив­ле­ние от­рез­ка про­во­да. Пред­ста­вим, что на вход схемы пе­ре­да­но на­пря­же­ние U. Если бы r  =  0, на всех ре­зи­сто­рах было бы на­пря­же­ние U, и ток через схему рав­нял­ся бы I  =  4I1, I_1= дробь: чис­ли­тель: U, зна­ме­на­тель: R конец дроби , а со­про­тив­ле­ние цепи рав­ня­лось бы 0,25 Ом. Как видно, ре­аль­ное со­про­тив­ле­ние мало от­ли­ча­ет­ся от по­лу­чен­ной нами ве­ли­чи­ны, от­ку­да де­ла­ем вывод, что r много мень­ше R. Ко­неч­ное, хотя и малое со­про­тив­ле­ние r при­ве­дет к тому, что на­пря­же­ние на всех ре­зи­сто­рах кроме пер­во­го будет не­мно­го мень­ше U. Обо­зна­чим токи через ре­зи­сто­ры (слева на­пра­во) I_1, I_2, I_3, I_4 Токи через со­еди­ня­ю­щие ре­зи­сто­ры про­во­да при­ве­де­ны на схеме. Ис­поль­зуя закон Ома, на­хо­дим: U_2=U минус 2 левая круг­лая скоб­ка I_2 плюс I_3 плюс I_4 пра­вая круг­лая скоб­ка r, где U_2=R I_2  — на­пря­же­ние на вто­ром слева ре­зи­сто­ре. По­сколь­ку r \ll R, мы можем в пер­вой фор­му­ле пре­не­бречь от­ли­чи­ем токов I_2, I_3, I_4 от тока I_1 и на­пи­сать U_2=U минус 6 I_1 r и ток I_2=I_1 минус дробь: чис­ли­тель: 6I_1r, зна­ме­на­тель: R конец дроби . Ана­ло­гич­ные вы­клад­ки для дру­гих ре­зи­сто­ров:

U_3=U_2 минус 4I_1r=U минус 2 левая круг­лая скоб­ка 3 плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка I_1r,

I_3= дробь: чис­ли­тель: I_1 минус 2 левая круг­лая скоб­ка 3 плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка I_1r, зна­ме­на­тель: R конец дроби

и

I_4= дробь: чис­ли­тель: I_1 минус 2 левая круг­лая скоб­ка 3 плюс 2 плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка I_1r, зна­ме­на­тель: R конец дроби .

Сум­мар­ный ток между клем­ма­ми

I=I_1 плюс I_2 плюс I_3 плюс I_4\approx 4I_1 минус дробь: чис­ли­тель: 28I_1r, зна­ме­на­тель: R конец дроби ,

от­ку­да

 дробь: чис­ли­тель: R, зна­ме­на­тель: 4R_Р конец дроби \approx 1 минус 7 дробь: чис­ли­тель: r, зна­ме­на­тель: R конец дроби ,

где RР  — ре­аль­ное со­про­тив­ле­ние цепи. Под­ста­вив зна­че­ния, по­лу­ча­ем r\approx 0,0005Ом.

 

Ответ: 0,0005 Ом или 0,0005.

Классификатор: Элек­тро­ди­на­ми­ка. Рас­чет элек­три­че­ско­го со­про­тив­ле­ния