Каково напряжение между контактами разомкнутого ключа в электрической цепи, схема которой изображена на рисунке?

Каково напряжение между контактами разомкнутого ключа в электрической цепи, схема которой изображена на рисунке? В электрической цепи через амперметр протекает ток силой i1 = 0,5 А при разомкнутом ключе и i2 = 0,8 А при замкнутом ключе. Значения ЭДС каждого источника равны e = 2,0 В, и их внутренние сопротивления одинаковы.
Магический_Лабиринт

Магический_Лабиринт

Для решения данной задачи мы можем использовать закон Ома и закон Кирхгофа для участков цепи до и после ключа.

1. Рассмотрим участок цепи до ключа. По закону Ома, напряжение \( U_1 \) на этом участке равно произведению тока \( i_1 \) на сопротивление \( R \) данного участка:
\[ U_1 = i_1 \cdot R \]

2. Рассмотрим участок цепи после ключа. Заметим, что в данном случае имеется два параллельных источника ЭДС, что требует применения закона Кирхгофа для участка после ключа. По этому закону сумма падений напряжения на резисторе \( R \) и на источниках ЭДС должна быть равна нулю:
\[ U_2 + U_e = 0 \]
где \( U_2 \) - напряжение на резисторе, \( U_e \) - напряжение на источниках ЭДС.

3. Заметим также, что сопротивление резистора \( R \) одинаково как на участке до ключа, так и на участке после ключа. Поэтому величина \( U_2 \) равна:
\[ U_2 = i_2 \cdot R \]

4. Зная, что значения ЭДС каждого источника равны \( e = 2,0 \) В, и их внутренние сопротивления одинаковы, сопротивление каждого источника в цепи составляет:
\[ r = \frac{e}{i} \]

5. Возвращаясь к уравнению из пункта 2, подставим значения напряжения \( U_2 \) и \( U_e \):
\[ U_2 + U_e = i_2 \cdot R + e - i \cdot r = 0 \]

6. Теперь, используя закон Ома для участка цепи до ключа, подставим значение напряжения \( U_1 \):
\[ i_1 \cdot R + e - i \cdot r = 0 \]

7. Выразим амперметр \( i \) через данные задачи:
\[ i = \frac{i_1 \cdot R + e}{r} \]

Таким образом, мы получили формулу для вычисления напряжения \( U \) между контактами разомкнутого ключа в электрической цепи:

\[ U = i \cdot r = \frac{i_1 \cdot R + e}{r} \cdot r \]

где \( i_1 \) - ток при разомкнутом ключе, \( R \) - сопротивление участка цепи до ключа, \( e \) - ЭДС источников, \( r \) - внутреннее сопротивление источников.

Следовательно, нужное напряжение \( U \) между контактами разомкнутого ключа в электрической цепи будет равно \( \frac{i_1 \cdot R + e}{r} \cdot r \). Ответ зависит от конкретных значений \( i_1 \), \( R \), \( e \) и \( r \).
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello