На рисунке дана схема сложной электрической цепи постоянного тока. Определить падение напряжения на каждом резисторе, если R1=10 Ом, R2=4 Ом, R3=2 Ом и ЭДС источника электрической энергии Є1=5В, Є2=18В, Є3=7В. Внутреннее сопротивление источника электрической цепи не учитывать. Распишите подробное решение. Если не знаете ответ, не пишите ничего Завтра сессия, надо сдать(
Для решения данной задачи, сначала посмотрим на подключение резисторов в цепи.
Резисторы R1, R3 и R4 находятся параллельно между собой, поэтому для определения общего сопротивления этой группы резисторов, мы можем использовать формулу:
1/(R'1 + R'3 + R'4) = 1/R1 + 1/R3 + 1/R4
Где R'1, R'3 и R'4 - обратные значения сопротивлений резисторов R1, R3 и R4 соответственно.
Подставляя известные значения сопротивлений, получаем:
Резисторы R1, R3 и R4 находятся параллельно между собой, поэтому для определения общего сопротивления этой группы резисторов, мы можем использовать формулу:
1/(R'1 + R'3 + R'4) = 1/R1 + 1/R3 + 1/R4
Где R'1, R'3 и R'4 - обратные значения сопротивлений резисторов R1, R3 и R4 соответственно.
Подставляя известные значения сопротивлений, получаем:
1/(R'1 + R'3 + R'4) = 1/10 + 1/2 + 1/2 = 1/10 + 1/2 + 1/2 = 1/10 + 1 = 11/10
Обратное значение общего сопротивления этой группы резисторов равно 10/11 Ом, поэтому общее сопротивление этой группы можно рассчитать по формуле:
R' = 1/(10/11) = 11 Ом
Теперь мы можем рассчитать общее сопротивление всей цепи, к которой подключены резисторы R2 и R':
R = R2 + R' = 4 + 11 = 15 Ом
Теперь рассчитаем падение напряжения на каждом резисторе. Мы можем использовать закон Ома:
U = I * R
где U - падение напряжения, I - сила тока, R - сопротивление.
Для резистора R1:
U1 = I * R1
Для резистора R2:
U2 = I * R2
Для резистора R':
U' = I * R'
Для резистора R3:
U3 = I * R3
Для резистора R4:
U4 = I * R4
Теперь мы можем рассчитать силу тока I в цепи, используя закон Кирхгофа для узлов:
ΣЭДС = Σ(U)
где ΣЭДС - сумма электродвижущих сил, Σ(U) - сумма падений напряжения.
Подставив известные значения электродвижущих сил и падений напряжения, получим:
ΣЭДС = ЭДС1 + ЭДС2 + ЭДС3
Σ(U) = U1 + U2 + U' + U3 + U4
Из условия задачи, известны значения электродвижущих сил:
ЭДС1 = 5 В
ЭДС2 = 18 В
ЭДС3 = 7 В
Подставим значения в уравнение и решим:
5 + 18 + 7 = U1 + U2 + U' + U3 + U4
30 = U1 + U2 + U' + U3 + U4
Теперь мы можем записать уравнение для силы тока I, используя закон Ома для всей цепи:
I = Σ(U) / Σ(R)
где Σ(U) - сумма падений напряжений, Σ(R) - сумма сопротивлений.
Подставим значения в уравнение и решим:
I = (U1 + U2 + U' + U3 + U4) / (R1 + R2 + R' + R3 + R4)
I = 30 / (10 + 4 + 11 + 2 + 2) = 30 / 29
Теперь мы можем рассчитать падение напряжения на каждом резисторе, используя формулу:
U = I * R
Подставляем значения и решаем:
U1 = (30 / 29) * 10
U2 = (30 / 29) * 4
U' = (30 / 29) * 11
U3 = (30 / 29) * 2
U4 = (30 / 29) * 2
Таким образом, падение напряжения на каждом резисторе составляет:
U1 = 300 / 29 В
U2 = 120 / 29 В
U' = 330 / 29 В
U3 = 60 / 29 В
U4 = 60 / 29 В