Здравствуйте, ребята! Давайте решим эту интересную задачу вместе.
**1. Условие задачи:**
Имеем три проводника, соединенных по схеме, изображенной на рисунке. Сопротивления проводников известны:
* (R_1 = 500) Ом
* (R_2 = 100) Ом
* (R_3 = 150) Ом
Напряжение на концах цепи (U_{общ} = 10) В. Необходимо найти силу тока в каждом из проводников.
**2. Анализ схемы и план решения:**
Схема показывает, что (R_2) и (R_3) соединены последовательно, а (R_1) подключен к ним параллельно.
Чтобы найти ток в каждом проводнике, мы будем использовать закон Ома:
(I = \frac{U}{R})
Нам потребуется несколько шагов:
1. Найти общее сопротивление последовательного участка (R_2) и (R_3).
2. Найти общее сопротивление параллельного участка, включающего (R_1) и последовательное соединение (R_2) и (R_3).
3. Найти общий ток в цепи.
4. Найти напряжение на параллельном участке.
5. Найти токи в каждом из проводников.
**3. Решение:**
*Шаг 1: Последовательное соединение (R_2) и (R_3)*
Общее сопротивление последовательного соединения равно сумме сопротивлений:
(R_{23} = R_2 + R_3 = 100 + 150 = 250) Ом
*Шаг 2: Параллельное соединение (R_1) и (R_{23})*
Общее сопротивление параллельного соединения можно найти по формуле:
\[\frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_{23}}\]
\[\frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{500} + \frac{1}{250} = \frac{1}{500} + \frac{2}{500} = \frac{3}{500}\]
(R_{общ} = \frac{500}{3} \approx 166.67) Ом
*Шаг 3: Общий ток в цепи*
Общий ток в цепи находим по закону Ома:
(I_{общ} = \frac{U_{общ}}{R_{общ}} = \frac{10}{\frac{500}{3}} = \frac{30}{500} = 0.06) А
*Шаг 4: Напряжение на параллельном участке*
Напряжение на параллельном участке равно общему напряжению, так как параллельное соединение.
(U_{1} = U_{23} = U_{общ} = 10) В
*Шаг 5: Токи в каждом проводнике*
Ток через (R_1):
(I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{10}{500} = 0.02) А
Ток через (R_{23}) (а значит, и через (R_2) и (R_3)):
(I_{23} = \frac{U_{23}}{R_{23}} = \frac{10}{250} = 0.04) А
(I_2 = I_3 = 0.04) А
**4. Ответ:**
* Ток через проводник (R_1): **(I_1 = 0.02) А**
* Ток через проводник (R_2): **(I_2 = 0.04) А**
* Ток через проводник (R_3): **(I_3 = 0.04) А**
**Объяснение для ученика:**
Представьте, что электрический ток – это как вода, текущая по трубам (проводникам). Напряжение – это как давление воды, а сопротивление – как узкие участки в трубах, которые мешают воде течь.
* Когда проводники соединены последовательно (как (R_2) и (R_3)), ток проходит через них по очереди, как вода через несколько узких участков трубы подряд. Общее сопротивление увеличивается, потому что каждый участок мешает току.
* Когда проводники соединены параллельно (как (R_1) и (R_{23})), ток может течь разными путями, как вода, разделяющаяся на несколько труб. Общее сопротивление уменьшается, потому что току легче пройти.
Закон Ома говорит нам, что чем больше напряжение (давление воды), тем больше ток (количество воды, текущей по трубе). И чем больше сопротивление (узость трубы), тем меньше ток. Надеюсь, теперь вам стало понятнее!