В цепи (см. рисунок) R 200 Ом, R, 400 Ом, Ra 800 Ом. Какое напряжение покажет вольтметр, под- ключенный к точкам си D, если к точкам А и В под ключить источник постоянного напряжения 12 В? Какое напряжение покажет вольтметр, если его поменять мес- тами с источником напряжения?
Добрый день! Давайте рассмотрим эту задачу поэтапно.
Дано: в цепи сопротивления R1 = 200 Ом, R2 = 400 Ом, Ra = 800 Ом; и есть источник постоянного напряжения U = 12 В. Нам нужно найти, какое напряжение покажет вольтметр, подключенный к точкам D, и какое напряжение покажет вольтметр, если его поменять местами с источником напряжения.
1. Рассчитаем полное сопротивление Rполное цепи. В данном случае, сопротивления R1, R2 и Ra соединены последовательно, поэтому их можно просто сложить:
Rполное = R1 + R2 + Ra = 200 Ом + 400 Ом + 800 Ом = 1400 Ом.
2. Поскольку вольтметр подключен к точкам D, то его сопротивление Rвольтметра соединено параллельно с R2 и Ra. Чтобы найти сопротивление этой параллельной комбинации, воспользуемся формулой:
1/Rпараллельное = 1/R2 + 1/Ra.
Теперь найдем Rполное_вольтметра, обратив значение Rпараллельное:
Rполное_вольтметра = 1 / (1/Rпараллельное) = 1 / (1/200 Ом) = 200 Ом.
3. Рассчитаем ток, протекающий по цепи. Для этого воспользуемся законом Ома:
I = U / Rполное = 12 В / 1400 Ом = 0.00857 А.
4. Теперь можем найти напряжение, показываемое вольтметром подключенным к точкам D. Так как вольтметр соединен параллельно с Rпараллельное, то напряжение на вольтметре будет равно напряжению по всей цепи (12 В):
U_вольтметр = 12 В.
5. Если поменять местами вольтметр и источник напряжения, тогда вольтметр будет подключен параллельно к точкам A и B. Сопротивление вольтметра остается таким же - 200 Ом. А полное сопротивление цепи будет равно сумме R1, R2 и Ra:
Ток I будет таким же, поскольку источник напряжения не изменился:
I = 0.00857 А.
Теперь можем найти напряжение, показываемое вольтметром, подключенным к точкам A и B. Для этого воспользуемся той же формулой, что и в шаге 4:
U_вольтметр_новое = I * Rвольтметра = 0.00857 А * 200 Ом = 1.71 В.
Таким образом, ответ на первую часть вопроса: напряжение, показываемое вольтметром, подключенным к точкам D, будет равно 12 В. А на вторую часть вопроса: если поменять местами вольтметр и источник напряжения, то вольтметр, подключенный к точкам A и B, будет показывать 1.71 В.
Дано: в цепи сопротивления R1 = 200 Ом, R2 = 400 Ом, Ra = 800 Ом; и есть источник постоянного напряжения U = 12 В. Нам нужно найти, какое напряжение покажет вольтметр, подключенный к точкам D, и какое напряжение покажет вольтметр, если его поменять местами с источником напряжения.
1. Рассчитаем полное сопротивление Rполное цепи. В данном случае, сопротивления R1, R2 и Ra соединены последовательно, поэтому их можно просто сложить:
Rполное = R1 + R2 + Ra = 200 Ом + 400 Ом + 800 Ом = 1400 Ом.
2. Поскольку вольтметр подключен к точкам D, то его сопротивление Rвольтметра соединено параллельно с R2 и Ra. Чтобы найти сопротивление этой параллельной комбинации, воспользуемся формулой:
1/Rпараллельное = 1/R2 + 1/Ra.
Подставим известные значения и рассчитаем Rпараллельное:
1/Rпараллельное = 1/400 Ом + 1/800 Ом = 1/400 Ом + 1/2 * 1/400 Ом = 1/400 Ом + 1/400 Ом = 2/400 Ом = 1/200 Ом.
Теперь найдем Rполное_вольтметра, обратив значение Rпараллельное:
Rполное_вольтметра = 1 / (1/Rпараллельное) = 1 / (1/200 Ом) = 200 Ом.
3. Рассчитаем ток, протекающий по цепи. Для этого воспользуемся законом Ома:
I = U / Rполное = 12 В / 1400 Ом = 0.00857 А.
4. Теперь можем найти напряжение, показываемое вольтметром подключенным к точкам D. Так как вольтметр соединен параллельно с Rпараллельное, то напряжение на вольтметре будет равно напряжению по всей цепи (12 В):
U_вольтметр = 12 В.
5. Если поменять местами вольтметр и источник напряжения, тогда вольтметр будет подключен параллельно к точкам A и B. Сопротивление вольтметра остается таким же - 200 Ом. А полное сопротивление цепи будет равно сумме R1, R2 и Ra:
Rполное_новое = R1 + R2 + Ra = 200 Ом + 400 Ом + 800 Ом = 1400 Ом.
Ток I будет таким же, поскольку источник напряжения не изменился:
I = 0.00857 А.
Теперь можем найти напряжение, показываемое вольтметром, подключенным к точкам A и B. Для этого воспользуемся той же формулой, что и в шаге 4:
U_вольтметр_новое = I * Rвольтметра = 0.00857 А * 200 Ом = 1.71 В.
Таким образом, ответ на первую часть вопроса: напряжение, показываемое вольтметром, подключенным к точкам D, будет равно 12 В. А на вторую часть вопроса: если поменять местами вольтметр и источник напряжения, то вольтметр, подключенный к точкам A и B, будет показывать 1.71 В.