Краткое пояснение: Решим задачи по электротехнике, используя законы Ома и последовательное/параллельное соединение резисторов.
5. Определите общее сопротивление цепи и напряжение на всем участке (рис. 3). R₁ = 4 Ом, R₂ = 6 Ом, R₃ = 15 Ом, R₄ = 4 Ом.
- Последовательно соединенные резисторы R₁ и R₂, и параллельно с ними R₃, и все это последовательно с R₄.
- Найдем сопротивление последовательного участка R₁₂:
\[ R_{12} = R_1 + R_2 = 4 \, Ом + 6 \, Ом = 10 \, Ом \]
- Найдем общее сопротивление параллельного участка R₁₂₃:
\[ \frac{1}{R_{123}} = \frac{1}{R_{12}} + \frac{1}{R_3} = \frac{1}{10 \, Ом} + \frac{1}{15 \, Ом} = \frac{3 + 2}{30 \, Ом} = \frac{5}{30 \, Ом} \]
\[ R_{123} = \frac{30}{5} \, Ом = 6 \, Ом \]
- Найдем общее сопротивление всей цепи R:
\[ R = R_{123} + R_4 = 6 \, Ом + 4 \, Ом = 10 \, Ом \]
- По условию задачи, ток в цепи I = 0.5 А. Найдем напряжение на всем участке цепи U:
\[ U = I \cdot R = 0.5 \, A \cdot 10 \, Ом = 5 \, В \]
Ответ: Общее сопротивление цепи 10 Ом, напряжение на всем участке цепи 5 В.
6. Определите общее сопротивление цепи (рис. 4).
- Параллельно соединены резисторы R₁ = 4 Ом и R₂ = 6 Ом, последовательно с ними участок из параллельно соединенных резисторов R₃ = 3 Ом и R₄ = 12 Ом.
- Найдем сопротивление параллельного участка R₁₂:
\[ \frac{1}{R_{12}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{4 \, Ом} + \frac{1}{6 \, Ом} = \frac{3 + 2}{12 \, Ом} = \frac{5}{12 \, Ом} \]
\[ R_{12} = \frac{12}{5} \, Ом = 2.4 \, Ом \]
- Найдем сопротивление параллельного участка R₃₄:
\[ \frac{1}{R_{34}} = \frac{1}{R_3} + \frac{1}{R_4} = \frac{1}{3 \, Ом} + \frac{1}{12 \, Ом} = \frac{4 + 1}{12 \, Ом} = \frac{5}{12 \, Ом} \]
\[ R_{34} = \frac{12}{5} \, Ом = 2.4 \, Ом \]
- Найдем общее сопротивление всей цепи R:
\[ R = R_{12} + R_{34} = 2.4 \, Ом + 2.4 \, Ом = 4.8 \, Ом \]
Ответ: Общее сопротивление цепи 4.8 Ом.
7. Чему равно напряжение на всем участке цепи (рис. 5)?
- Последовательно соединены резисторы R₁ = 3 Ом, амперметр, участок из параллельно соединенных резисторов R₄ = 10 Ом и R₅ = 10 Ом, и последовательно с ними R₂ = 2 Ом и R₃ = 4 Ом.
- Найдем общее сопротивление параллельного участка R₄₅:
\[ \frac{1}{R_{45}} = \frac{1}{R_4} + \frac{1}{R_5} = \frac{1}{10 \, Ом} + \frac{1}{10 \, Ом} = \frac{2}{10 \, Ом} = \frac{1}{5 \, Ом} \]
\[ R_{45} = 5 \, Ом \]
- Найдем общее сопротивление всей цепи R:
\[ R = R_1 + R_2 + R_3 + R_{45} = 3 \, Ом + 2 \, Ом + 4 \, Ом + 5 \, Ом = 14 \, Ом \]
- Показания амперметра I = 2 A. Найдем напряжение на всем участке цепи U:
\[ U = I \cdot R = 2 \, A \cdot 14 \, Ом = 28 \, В \]
Ответ: Напряжение на всем участке цепи 28 В.
8. Определить силу тока в каждом резисторе, если напряжение на всем участке равно 10 В (рис. 6).
- Последовательно соединены резисторы R₁ = 6 Ом, R₂ = 12 Ом и R₃ = 6 Ом.
- Найдем общее сопротивление цепи R:
\[ R = R_1 + R_2 + R_3 = 6 \, Ом + 12 \, Ом + 6 \, Ом = 24 \, Ом \]
- Найдем силу тока в цепи I:
\[ I = \frac{U}{R} = \frac{10 \, В}{24 \, Ом} = \frac{5}{12} \, A \approx 0.417 \, A \]
- Так как соединение последовательное, ток в каждом резисторе одинаков.
Ответ: Сила тока в каждом резисторе равна \(\frac{5}{12}\) А, или примерно 0.417 А.
Г*. Что показывает амперметр, если к точкам А и В цепи подведено напряжение 220 В (рис. 7)?
- Недостаточно данных для решения, так как неизвестны сопротивления резисторов в цепи.
Ответ: Невозможно определить показания амперметра без дополнительных данных.