Шаг 1: Расчёт общего сопротивления параллельного участка цепи.
Сопротивления R₂ и R₃ соединены параллельно. Общее сопротивление R₂₃ этого участка рассчитывается по формуле:
\[\frac{1}{R_{23}} = \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}\]Подставляем значения:
\[\frac{1}{R_{23}} = \frac{1}{8} + \frac{1}{4} = \frac{1}{8} + \frac{2}{8} = \frac{3}{8}\]Следовательно:
\[R_{23} = \frac{8}{3} \approx 2.67 \text{ Ом}\]Шаг 2: Расчёт общего сопротивления цепи.
Сопротивление R₁ и R₂₃ соединены последовательно, значит:
\[R_{123} = R_1 + R_{23} = 6 + \frac{8}{3} = \frac{18}{3} + \frac{8}{3} = \frac{26}{3} \approx 8.67 \text{ Ом}\]R₄ и R₅ соединены последовательно, значит:
\[R_{45} = R_4 + R_5 = 14 + 12 = 26 \text{ Ом}\]Общее сопротивление цепи:
\[R = R_{123} + R_{45} = \frac{26}{3} + 26 = \frac{26}{3} + \frac{78}{3} = \frac{104}{3} \approx 34.67 \text{ Ом}\]Шаг 3: Расчёт общего тока в цепи.
Напряжение U₃ = 20 В известно. Ток I₃ можно найти по закону Ома:
\[I_3 = \frac{U_3}{R_3} = \frac{20}{4} = 5 \text{ A}\]Шаг 4: Расчёт напряжения на участке R₂₃.
Так как R₂ и R₃ соединены параллельно, то напряжение на них одинаково и равно U₃:
\[U_2 = U_3 = 20 \text{ В}\]Шаг 5: Расчёт токов I₂ и I₁.
\[I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{20}{8} = 2.5 \text{ A}\]Ток I₁ равен сумме токов I₂ и I₃:
\[I_1 = I_2 + I_3 = 2.5 + 5 = 7.5 \text{ A}\]Шаг 6: Расчёт напряжения U₁.
\[U_1 = I_1 \cdot R_1 = 7.5 \cdot 6 = 45 \text{ В}\]Шаг 7: Расчёт общего напряжения U.
Напряжение U равно сумме напряжений U₁ и U₄₅:
Напряжение U₄₅ можно найти, зная ток I:
\[I = I_1 = 7.5 \text{ A}\]Тогда:
\[U_{45} = I \cdot R_{45} = 7.5 \cdot 26 = 195 \text{ В}\]Общее напряжение:
\[U = U_1 + U_{45} = 45 + 195 = 240 \text{ В}\]Шаг 8: Расчёт напряжения U₄ и U₅.
Так как R₄ и R₅ соединены последовательно, то ток через них одинаков и равен I:
\[I_4 = I_5 = I = 7.5 \text{ A}\]Тогда:
\[U_4 = I_4 \cdot R_4 = 7.5 \cdot 14 = 105 \text{ В}\] \[U_5 = I_5 \cdot R_5 = 7.5 \cdot 12 = 90 \text{ В}\]Ответ: Расчеты произведены согласно предоставленным данным.