Что показывает амперметр, если включен в данную схему (см. рисунок 63.3), при условии, что ЭДС батареи составляет

Что показывает амперметр, если включен в данную схему (см. рисунок 63.3), при условии, что ЭДС батареи составляет 80 В, а ее внутреннее сопротивление равно 1 Ом? Сопротивления R1 и R3 составляют, соответственно, 25 Ом и 49 Ом. Мощность, выделяющаяся на сопротивлении R1, равна 16 Вт. Можно пренебречь сопротивлением амперметра.
Zayac

Zayac

Данная схема представляет собой последовательное соединение источника электродвижущей силы (ИЭДС) – батареи, сопротивления R1 и R3, и амперметра. Амперметр, как известно, предназначен для измерения электрического тока в цепи.

Чтобы определить, что показывает амперметр, рассмотрим сначала общую схему Кирхгофа для данной цепи. Напряжение батареи, как указано в условии, составляет 80 В, а ее внутреннее сопротивление равно 1 Ом. Обозначим сопротивление амперметра как R2.

Сумма падений напряжения в цепи равна электродвижущей силе батареи:
\(V_{\text{эдс}} = V_1 + V_2 + V_3\)

С учетом известных значений из условия, электродвижущая сила батареи равна 80 В:
\(80 = V_1 + V_2 + V_3\)

Также известно, что мощность, выделяющаяся на сопротивлении R1, равна 16 Вт. Мощность можно выразить как произведение напряжения и тока:
\(P = IV\)

А также можно выразить как отношение квадрата напряжения к сопротивлению:
\(P = \frac{{V^2}}{R}\)

Выразим из этого уравнения ток \(I_1\) на сопротивлении R1:
\(16 = \frac{{V_1^2}}{R_1}\)
\(16 = \frac{{V_1^2}}{25}\)
\(V_1 = \sqrt{16 \cdot 25}\)
\(V_1 = 4 \cdot 5\)
\(V_1 = 20\) В

Исходя из этого, получим следующее уравнение:
\(80 = 20 + V_2 + V_3\)
\(V_2 + V_3 = 80 - 20\)
\(V_2 + V_3 = 60\) В

Теперь рассмотрим, что происходит с током в цепи. Сумма токов в последовательном соединении равна полному току цепи:
\(I = I_1 = I_2 = I_3\)

Ток можно выразить как отношение напряжения к сопротивлению:
\(I = \frac{V}{R}\)

Теперь рассмотрим, что происходит с током в цепи. Сумма токов в последовательном соединении равна полному току цепи:
\(I = I_1 = I_2 = I_3\)

Теперь найдем значения тока в цепи, используя известные значения напряжений и сопротивлений:
\(\frac{V_1}{R_1} = \frac{V_2}{R_2} = \frac{V_3}{R_3}\)

Подставим значения и решим уравнение относительно R2:
\(\frac{20}{25} = \frac{V_2}{R_2}\)
\(\frac{20}{25} = \frac{V_3}{49}\)
\(\frac{V_2}{R_2} = \frac{V_3}{49}\)

С учетом найденного выражения для V2 + V3:
\(\frac{V_2}{R_2} = \frac{60 - V_2}{49}\)
\(49V_2 = R_2(60 - V_2)\)
\(49V_2 = 60R_2 - R_2V_2\)
\(50R_2 = 48V_2\)
\(R_2 = \frac{48V_2}{50}\)
\(R_2 = \frac{24V_2}{25}\)

Теперь рассмотрим предельный случай, когда сопротивление амперметра R2 стремится к нулю. В этом случае, сопротивление параллельного соединения R2 и R3 равно нулю:
\(R_{\text{пар}} = \frac{R_2 \cdot R_3}{R_2 + R_3}\)
Подставим значения:
\(R_{\text{пар}} = \frac{0 \cdot 49}{0 + 49}\)
\(R_{\text{пар}} = 0\) Ом

Таким образом, когда сопротивление амперметра считаем бесконечно малым, он создает короткое замыкание в цепи и все ток проходит через него. То есть амперметр показывает полный ток цепи.

Окончательный ответ: амперметр в данной схеме показывает полный ток цепи, при условии, что его сопротивление пренебрежимо мало.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello