2019-11-09
Гальванический элемент замкнут на два параллельных проводника. Уменьшатся ли токи в этих проводниках, если увеличить их сопротивления?
Решение:
Ток, протекающий через оба сопротивления, уменьшится. Что касается токов, протекающих через каждое из этих сопротивлений, то один из них уменьшится, а другой может как уменьшиться, так и увеличиться. Например, если $R_{1}$ увеличить сильно, а $R_{2}$ - очень мало, то ток в проводнике $R_{2}$ увеличится.
Дадим количественное решение этой задачи. Так как
$I = \frac{E}{ \frac{R_{1}R_{2} }{R_{1} + R_{2} } + r }$,
где $E$ - э. д. с. и $r$ - внутреннее сопротивление источника тока, то токи в первом и втором проводниках равны соответственно
$I_{1} = I \frac{R_{2} }{R_{1} + R_{2} } = \frac{ER_{2} }{R_{2}(R_{1} + r ) + R_{1}r }$,
$I_{2} = I \frac{R_{1} }{R_{1} + R_{2} } = \frac{ER_{1} }{R_{1}(R_{2} + r ) + R_{2}r }$,
что можно записать в виде
$I_{1} = \frac{E}{R_{1} + r + \frac{R_{1}r }{R_{2} } }, I_{2} = \frac{E}{R_{2} + r + \frac{R_{2}r }{R_{1} } }$.
Из полученных выражений видно, что если $R_{1}$ увеличить сильно, a $R_{2}$ - очень мало, то $I_{2}$ станет больше.
Полученный результат верен лишь в случае $r \neq 0$. Если $r = 0$, то $I_{1} = E/R_{1}, I_{2} = E/R_{2}$ и любое увеличение сопротивлений $R_{1}, R_{2}$ приводит к уменьшению токов $I_{1}, I_{2}$.