сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 21 № 67
i

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.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

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,

I_A B= дробь: чис­ли­тель: U_1, зна­ме­на­тель: R_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4В, зна­ме­на­тель: 1Ом конец дроби =4 А, \quad I_B C= дробь: чис­ли­тель: U_3, зна­ме­на­тель: R_3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3В, зна­ме­на­тель: 3 Ом конец дроби =1 \mathrmA, \quad I_C D= дробь: чис­ли­тель: U_5, зна­ме­на­тель: R_5 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5В, зна­ме­на­тель: 5 / 3 Ом конец дроби =3 А.

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 I_BD = I_AB плюс I_BC = 5А, а по участ­ку AC  — I_AC = I_CD плюс I_BC = 4А. Па­де­ния на­пря­же­ния вдоль участ­ков цепи AB и ACB в этом слу­чае равны

U_AB = I_ABR_AB = I_AB левая круг­лая скоб­ка R_1 плюс R_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 12В,

U_ACB = I_ACR_AC плюс I_BCR_BC = I_ACR_y плюс I_BC левая круг­лая скоб­ка R_3 плюс R_4 пра­вая круг­лая скоб­ка = 4А умно­жить на R_y плюс 4В.

При­рав­няв эти на­пря­же­ния для ис­ко­мо­го со­про­тив­ле­ния по­лу­ча­ем: Ry  =  2 Ом. Ана­ло­гич­но, для па­де­ний на­пря­же­ния на участ­ках CBD и CD имеем:

U_CBD = I_BCR_BC плюс I_BDR_BD = I_BC левая круг­лая скоб­ка R_3 плюс R_4 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс I_BDR_x = 4В плюс 5А умно­жить на R_y,

U_CD = I_CDR_CD = I_CD левая круг­лая скоб­ка R_5 плюс R_6 пра­вая круг­лая скоб­ка = 14В.

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 I_AC = I_CD−I_BC = 2А и I_BD = I_AB − I_BC = 3А. Дей­ствуя ана­ло­гич­ной преды­ду­ще­му слу­чаю, для со­про­тив­ле­ния по­лу­ча­ем:

U_ABC = I_ABR_AB плюс I_BCR_BC = I_AB левая круг­лая скоб­ка R_1 плюс R_2 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс I_BC левая круг­лая скоб­ка R_3 плюс R_4 пра­вая круг­лая скоб­ка = 16В,

U_AC=I_ACR_AC=I_ACR_y=2А умно­жить на R_y.

При­рав­ни­вая эти на­пря­же­ния, по­лу­ча­ем, что ис­ко­мое со­про­тив­ле­ние участ­ка AC равно Ry  =  8 Ом.

На­ко­нец, рас­смот­рим на­пря­же­ния на участ­ках BCD и BD

U_BCD = I_BCR_BC плюс I_CDR_CD = I_BC левая круг­лая скоб­ка R_3 плюс R_4 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс I_CD левая круг­лая скоб­ка R_5 плюс R_6 пра­вая круг­лая скоб­ка = 18В,

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.

Классификатор: Элек­тро­ди­на­ми­ка. Рас­чет элек­три­че­ских цепей