Какие токи протекают через ветви сложной цепи, если дана следующая схема (рис. 1.3.1) и известны значения Е1=20 В, Е2= 10 В, Е3=60 В, Е4=40 В, R1=4 Ом, R2=4 Ом, R3=6 Ом и R4=10 Ом?
Lisa
Давайте рассмотрим данную сложную цепь и вычислим токи, протекающие через каждую ветвь.
Перед тем как начать, давайте разберемся, какая информация дана. У нас есть значения напряжений для каждого источника Е1, Е2, Е3, Е4, а также значения сопротивлений R1, R2, R3 и R4 для каждого резистора в цепи.
По рисунку 1.3.1 видно, что у нас есть два параллельных соединения резисторов (R1 и R2, R3 и R4) и одно последовательное соединение (R1 + R2) || (R3 + R4). Давайте начнем с суммирования каждого параллельного соединения.
Для параллельного соединения резисторов сначала найдем их сопротивления взаимного соединения. Формула для расчета общего сопротивления параллельных резисторов выглядит следующим образом:
\[
\frac{1}{R_{\text{total}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}
\]
Применяя эту формулу к паре резисторов R1 и R2, получим:
\[
\frac{1}{R_{\text{total}}} = \frac{1}{4 \, \text{Ом}} + \frac{1}{4 \, \text{Ом}} = \frac{1}{2 \, \text{Ом}}
\]
Таким образом,
\[
R_{\text{total}} = \frac{1}{\frac{1}{4 \, \text{Ом}} + \frac{1}{4 \, \text{Ом}}} = \frac{1}{\frac{2}{4 \, \text{Ом}}} = 2 \, \text{Ом}
\]
Аналогичным образом, для пары резисторов R3 и R4 имеем:
\[
\frac{1}{R_{\text{total}}} = \frac{1}{6 \, \text{Ом}} + \frac{1}{10 \, \text{Ом}} = \frac{8}{30 \, \text{Ом}}
\]
Записывая это в виде обыкновенной дроби и упрощая, получим:
\[
R_{\text{total}} = \frac{30 \, \text{Ом}}{8} = 3.75 \, \text{Ом}
\]
Итак, мы нашли общие сопротивления для параллельных соединений: R1 + R2 = 2 Ом и R3 + R4 = 3.75 Ом.
Теперь давайте рассчитаем токи, протекающие через каждую ветвь. Мы будем использовать закон Ома для этого.
Ветвь, содержащая источник напряжения E1 и резистор R1, имеет ток I1. Используя закон Ома, мы можем записать:
\[
I1 = \frac{E1}{R1} = \frac{20 \, \text{В}}{4 \, \Omega} = 5 \, \text{А}
\]
Аналогично, ветвь, содержащая источник напряжения E2 и резистор R2, имеет ток I2:
\[
I2 = \frac{E2}{R2} = \frac{10 \, \text{В}}{4 \, \Omega} = 2.5 \, \text{А}
\]
Ветвь, содержащая источник напряжения E3 и резистор R3 + R4, имеет ток I3:
\[
I3 = \frac{E3}{R3 + R4} = \frac{60 \, \text{В}}{3.75 \, \Omega} \approx 16 \, \text{А}
\]
Наконец, ветвь, содержащая только резистор R4, имеет ток I4:
\[
I4 = \frac{E4}{R4} = \frac{40 \, \text{В}}{10 \, \Omega} = 4 \, \text{А}
\]
Таким образом, мы получили токи, протекающие через каждую ветвь сложной цепи: I1 = 5 А, I2 = 2.5 А, I3 ≈ 16 А и I4 = 4 А.
Надеюсь, эта подробная информация поможет вам лучше понять данную задачу о токах в цепи.
Перед тем как начать, давайте разберемся, какая информация дана. У нас есть значения напряжений для каждого источника Е1, Е2, Е3, Е4, а также значения сопротивлений R1, R2, R3 и R4 для каждого резистора в цепи.
По рисунку 1.3.1 видно, что у нас есть два параллельных соединения резисторов (R1 и R2, R3 и R4) и одно последовательное соединение (R1 + R2) || (R3 + R4). Давайте начнем с суммирования каждого параллельного соединения.
Для параллельного соединения резисторов сначала найдем их сопротивления взаимного соединения. Формула для расчета общего сопротивления параллельных резисторов выглядит следующим образом:
\[
\frac{1}{R_{\text{total}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}
\]
Применяя эту формулу к паре резисторов R1 и R2, получим:
\[
\frac{1}{R_{\text{total}}} = \frac{1}{4 \, \text{Ом}} + \frac{1}{4 \, \text{Ом}} = \frac{1}{2 \, \text{Ом}}
\]
Таким образом,
\[
R_{\text{total}} = \frac{1}{\frac{1}{4 \, \text{Ом}} + \frac{1}{4 \, \text{Ом}}} = \frac{1}{\frac{2}{4 \, \text{Ом}}} = 2 \, \text{Ом}
\]
Аналогичным образом, для пары резисторов R3 и R4 имеем:
\[
\frac{1}{R_{\text{total}}} = \frac{1}{6 \, \text{Ом}} + \frac{1}{10 \, \text{Ом}} = \frac{8}{30 \, \text{Ом}}
\]
Записывая это в виде обыкновенной дроби и упрощая, получим:
\[
R_{\text{total}} = \frac{30 \, \text{Ом}}{8} = 3.75 \, \text{Ом}
\]
Итак, мы нашли общие сопротивления для параллельных соединений: R1 + R2 = 2 Ом и R3 + R4 = 3.75 Ом.
Теперь давайте рассчитаем токи, протекающие через каждую ветвь. Мы будем использовать закон Ома для этого.
Ветвь, содержащая источник напряжения E1 и резистор R1, имеет ток I1. Используя закон Ома, мы можем записать:
\[
I1 = \frac{E1}{R1} = \frac{20 \, \text{В}}{4 \, \Omega} = 5 \, \text{А}
\]
Аналогично, ветвь, содержащая источник напряжения E2 и резистор R2, имеет ток I2:
\[
I2 = \frac{E2}{R2} = \frac{10 \, \text{В}}{4 \, \Omega} = 2.5 \, \text{А}
\]
Ветвь, содержащая источник напряжения E3 и резистор R3 + R4, имеет ток I3:
\[
I3 = \frac{E3}{R3 + R4} = \frac{60 \, \text{В}}{3.75 \, \Omega} \approx 16 \, \text{А}
\]
Наконец, ветвь, содержащая только резистор R4, имеет ток I4:
\[
I4 = \frac{E4}{R4} = \frac{40 \, \text{В}}{10 \, \Omega} = 4 \, \text{А}
\]
Таким образом, мы получили токи, протекающие через каждую ветвь сложной цепи: I1 = 5 А, I2 = 2.5 А, I3 ≈ 16 А и I4 = 4 А.
Надеюсь, эта подробная информация поможет вам лучше понять данную задачу о токах в цепи.
Знаешь ответ?