Электрическая схема, изображенная на рисунке, включена в сеть. Экспериментатор измерил вольтметром напряжения на сопротивлениях R1, R3 и R5. Они оказалось равными U1 = 4 В, U3 = 3 В и U5 = 5 В, соответственно. Определите неизвестные сопротивления Rx и Ry, если R1 = 1 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 1 Ом, R5 = 5/3 Ом и R6 = 3 Ом.
Обозначим узлы на схеме буквами A, B, C и D так, как это показано на Рис. 12.
Используя результаты измерений и закон Ома для участка цепи, не составляет труда вычислить величины сил тока на участках AB, BC и CD. Они равны, соответственно,
Поскольку на Рис. 12 видно, что точка A подключена к положительной клемме источника, а точка D — к отрицательной, ясно, что на участке AB ток течет от A к B, а на участке CD — от C к D. Про направление тока на перемычке CB сказать ничего определенного невозможно. Нужно рассмотреть обе возможности: 1) ток течет вверх; 2) ток течет вниз.
Рассмотрим сперва ситуацию 1. Направление токов изображено на Рис. 13. По закону Кирхгофа, сумма втекающих в узел токов должна быть равна сумме вытекающих. Следовательно, по участку BD течет ток а по участку AC — Падения напряжения вдоль участков цепи AB и ACB в этом случае равны
Приравняв эти напряжения для искомого сопротивления получаем: Ry = 2 Ом. Аналогично, для падений напряжения на участках CBD и CD имеем:
Таким образом, сопротивление участка BD равно Rx = 2 Ом.
Обратимся теперь ко второй возможной ситуации: ток по перемычке BC течет вниз. Направления токов указано на Рис. 14. Токи на участках AC и BD равны Действуя аналогичной предыдущему случаю, для сопротивления получаем:
Приравнивая эти напряжения, получаем, что искомое сопротивление участка AC равно Ry = 8 Ом.
Наконец, рассмотрим напряжения на участках BCD и BD
Таким образом, сопротивление участка BD равно Rx = 6 Ом.
Ответ: Возможны два варианта ответа: 1) Rx = Ry = 2 Ом; 2) Rx = 6 Ом, Ry = 8 Ом.