Для решения задачи необходимо воспользоваться законом Ома и правилами последовательного и параллельного соединения резисторов.
1. Определим общее сопротивление цепи:
Резисторы R₂ и R₃ соединены последовательно, поэтому их общее сопротивление R₂₃ будет равно сумме их сопротивлений:
$$R_{23} = R_2 + R_3 = 6 \text{ Ом} + 6 \text{ Ом} = 12 \text{ Ом}$$Резисторы R₄ и R₅ соединены последовательно, поэтому их общее сопротивление R₄₅ будет равно сумме их сопротивлений:
$$R_{45} = R_4 + R_5 = 5 \text{ Ом} + 7 \text{ Ом} = 12 \text{ Ом}$$Полученные сопротивления R₂₃ и R₄₅ соединены параллельно. Рассчитаем общее сопротивление параллельного участка цепи R₂₃₄₅:
$$R_{2345} = \frac{1}{\frac{1}{R_{23}} + \frac{1}{R_{45}}} = \frac{1}{\frac{1}{12 \text{ Ом}} + \frac{1}{12 \text{ Ом}}} = \frac{1}{\frac{2}{12 \text{ Ом}}} = 6 \text{ Ом}$$Теперь у нас есть R₁, R₂₃₄₅, которые соединены последовательно. Общее сопротивление всей цепи R будет равно:
$$R = R_1 + R_{2345} = 1 \text{ Ом} + 6 \text{ Ом} = 7 \text{ Ом}$$2. Найдем общий ток в цепи I, используя закон Ома:
Напряжение на участке с R₃ (U₃) известно и равно 18 В. Ток, протекающий через R₃, равен току, протекающему через R₂₃ (I₂₃), так как они соединены последовательно.
$$I_{23} = \frac{U_3}{R_3} = \frac{18 \text{ В}}{6 \text{ Ом}} = 3 \text{ А}$$Так как участки R₂₃ и R₄₅ соединены параллельно, напряжение на них одинаково. Следовательно, напряжение на R₂₃ равно напряжению на R₄₅. Из этого следует, что ток I = I₂₃ + I₄₅:
$$I_{45} = \frac{U_3}{R_{45}} = \frac{18 \text{ В}}{12 \text{ Ом}} = 1.5 \text{ А}$$ $$I = I_{23} + I_{45} = 3 \text{ А} + 1.5 \text{ А} = 4.5 \text{ А}$$Таким образом, ток I₁ (общий ток в цепи) равен 4.5 А.
3. Рассчитаем падение напряжения на R₁ (U₁):
$$U_1 = I \cdot R_1 = 4.5 \text{ А} \cdot 1 \text{ Ом} = 4.5 \text{ В}$$4. Рассчитаем общее напряжение U:
$$U = U_1 + U_3 = 4.5 \text{ В} + 18 \text{ В} = 22.5 \text{ В}$$5. Токи и напряжения:
6. Заполним таблицу:
| № | I₁, А | I₂, А | I₃, А | I₄, А | I₅, А | U₁, В | U₂, В | U₃, В | U₄, В | U₅, В | R, Ом | I, А | U, В |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 | 4.5 | 3 | 3 | 1.5 | 1.5 | 4.5 | 18 | 18 | 7.5 | 10.5 | 7 | 4.5 | 22.5 |
Ответ: I₁ = 4.5 А, I₂ = 3 А, I₃ = 3 А, I₄ = 1.5 А, I₅ = 1.5 А, U₁ = 4.5 В, U₂ = 18 В, U₃ = 18 В, U₄ = 7.5 В, U₅ = 10.5 В, R = 7 Ом, I = 4.5 А, U = 22.5 В