1. Определим, что требуется найти в задаче. Необходимо определить токи и напряжения в цепи.
2. Определим известные значения. Известны сопротивления резисторов и напряжение источника питания.
3. Решение.
Решение:
Сопротивление цепи из резисторов R1 и R2, соединенных параллельно, определяется по формуле:
$$R_{1,2} = \frac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2} = \frac{6 \cdot 12}{6 + 12} = \frac{72}{18} = 4 \text{ Ом}$$Сопротивление цепи из резисторов R3, R4 и R5, соединенных последовательно, определяется по формуле:
$$R_{3,4,5} = R_3 + R_4 + R_5 = 10 + 2 + 12 = 24 \text{ Ом}$$Далее необходимо расчитать общее сопротивление цепи, для этого необходимо сложить сопротивления участков цепи последовательно:
$$R = R_{1,2} + R_{3,4,5} = 4 + 24 = 28 \text{ Ом}$$Ток в цепи определяется по формуле:
$$I = \frac{U}{R} = \frac{60}{28} = 2.14 \text{ A}$$Ток через резистор R1 определяется по формуле:
$$I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{U_1}{6}$$Ток через резистор R2 определяется по формуле:
$$I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{U_2}{12}$$Напряжение на резисторах R1 и R2 одинаково и определяется по формуле:
$$U_1 = U_2 = I \cdot R_{1,2} = 2.14 \cdot 4 = 8.56 \text{ В}$$Токи через резисторы R1 и R2 равны:
$$I_1 = \frac{8.56}{6} = 1.43 \text{ A}$$ $$I_2 = \frac{8.56}{12} = 0.71 \text{ A}$$Ток через резисторы R3, R4 и R5 одинаков и равен:
$$I_3 = I_4 = I_5 = I = 2.14 \text{ A}$$Напряжения на резисторах R3, R4 и R5 равны:
$$U_3 = I_3 \cdot R_3 = 2.14 \cdot 10 = 21.4 \text{ В}$$ $$U_4 = I_4 \cdot R_4 = 2.14 \cdot 2 = 4.28 \text{ В}$$ $$U_5 = I_5 \cdot R_5 = 2.14 \cdot 12 = 25.68 \text{ В}$$4. Ответ: Токи и напряжения в цепи определены.
I = 2.14 А, I1 = 1.43 А, I2 = 0.71 А, I3 = 2.14 А, I4 = 2.14 А, I5 = 2.14 А, U1 = 8.56 В, U2 = 8.56 В, U3 = 21.4 В, U4 = 4.28 В, U5 = 25.68 В.
Ответ: I = 2.14 А, I1 = 1.43 А, I2 = 0.71 А, I3 = 2.14 А, I4 = 2.14 А, I5 = 2.14 А, U1 = 8.56 В, U2 = 8.56 В, U3 = 21.4 В, U4 = 4.28 В, U5 = 25.68 В.