Режим тренировки Edu
Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.В цепи, показанной на рисунке, сопротивления всех резисторов одинаковы и равны
1.1 Укажите направления токов через все резисторы и амперметры.
1.2 Какую силу тока показывает амперметр
1.3 Какое напряжение показывает вольтметр?
Вольтметр измеряет суммарное падение напряжения по последовательному набору резисторов между его клеммами; представь, какие сопротивления и токи на этом пути.
Запиши напряжения на отдельных резисторах через закон Ома
- Определи, какие резисторы последовательны между клеммами вольтметра и какие через них текут токи (взятые из пунктов 1.1–1.2).
- Запиши выражения
для каждого такого резистора. - Сложи эти падения, чтобы получить суммарное напряжение между клеммами вольтметра.
- Выразите показание вольтметра
из полученной суммы падений напряжения.
2.1 Укажите направления токов через все резисторы и амперметры в этом случае.
Если все источники равны, подумай, как симметрия схемы и равные падения на одинаковых резисторах определяют направления токов.
Используй симметрию и закон Ома
- Нарисуй схему и пометь направления токов в очевидно симметричных ветвях по предположению равных падений.
- Запиши для каждой ветви соотв. ток как
(по модулю). - Применяя узловые уравнения, выясни, какие амперметры будут показывать нулевой ток из-за встречных направлений.
- Выразите направления токов через все резисторы и амперметры из полученной системы.
2.2 Каковы показания всех амперметров?
Определи, какие амперметры стоят в ветвях, где токи равны и куда встречные потоки компенсируют друг друга.
Воспользуйся результатом равенства токов в резисторах
- Запиши значение тока через каждый резистор по модулю как
. - Для каждого амперметра запиши узловое уравнение, учитывая направления токов из пункта 2.1.
- Определи, где суммы встречных токов дают ноль, а где остаётся ненулевой поток.
- Выразите показания всех амперметров через найденные токи резисторов.
2.3 Какое напряжение показывает вольтметр?
Вольтметр фиксирует суммарное падение на том же пути, что и раньше — учти теперь равные падения на одинаковых резисторах.
Сложи напряжения на последовательно расположенных резисторах, используя
- Определи, какие резисторы лежат между клеммами вольтметра и какие через них текут токи (по пунктам 2.1–2.2).
- Запиши
для каждого такого резистора и подставь найденные значения токов. - Просуммируй эти падения для получения искомого напряжения.
- Выразите показание вольтметра
из полученной суммы падений напряжения.
3.1 Укажите направления токов через все резисторы и амперметры в этом случае.
Изменённая полярность двух источников приводит к встречным напряжениям в разных ветвях — подумай, где возникнут встречные токи и где суммарный поток будет в каком-либо направлении.
Применяй симметрию схемы, закон Ома
- Обозначь знаки ЭДС в каждой ветви согласно новой полярности и выпиши направление предполагаемых токов по модулю как
. - Запиши узловые уравнения с учётом направлений и противоположных вкладов от источников.
- Определи, при каких амперметрах встречные потоки компенсируются, а где остаётся ненулевой суммарный ток.
- Выразите направления токов через все резисторы и амперметры из полученной системы уравнений.
3.2 Каковы показания всех амперметров?
Определи модули токов в резисторах по их падениям напряжения, учтя противоположные направления ЭДС в некоторых ветвях.
Используй
- Подпиши токи через резисторы по модулю как
с учётом знаков из пункта 3.1. - Составь уравнения для амперметров как суммы или разностей токов ветвей в соответствующих узлах.
- Реши эти простые алгебраические соотношения, чтобы найти показания каждого амперметра.
- Выразите показания всех амперметров из полученной системы уравнений.
3.3 Какое напряжение показывает вольтметр?
Если на последовательном пути между клеммами вольтметра падения напряжений взаимно противоположны, итоговое показание может равняться нулю — проверь это.
Вычисли суммарное напряжение между клеммами как алгебраическую сумму падений
- Определи последовательный набор резисторов между клеммами вольтметра и их направления падений из пункта 3.1.
- Запиши выражения
с учётом знаков (положительное или отрицательное падение). - Просуммируй эти алгебраические падения, подставив найденные токи из пункта 3.2.
- Выразите показание вольтметра
из полученной алгебраической суммы падений напряжения.
