2019-11-20
Если на вход электрической цепи (рис.) подать напряжение 100 В, то напряжение на выходе оказывается равным 30 В. Амперметр с очень малым внутренним сопротивлением, присоединенный к выходу цепи, показывает силу тока I А. Если напряжение 100 В подать на выход цепи, то напряжение на входе будет равно 15 В. Определите сопротивления резисторов $R_{1}, R_{2}, R_{3}$.
Решение:
Пусть $U_{1}, U_{2}$ и $U_{3}$ - напряжения на резисторах $R_{1}, R_{2}, R_{3}$ соответственно, a $U$ - напряжение на входе.
При незамкнутом выходе напряжение на входе равно сумме напряжений на резисторах $R_{2}$ и $R_{3}$, а отношение их напряжений равно отношению соответствующих сопротивлений. Поэтому можно записать:
$U = U_{2} + U_{3}$ и $\frac{U_{2} }{U_{3} } = \frac{R_{2} }{R_{3} }$
Так как напряжение на выходе равно напряжению на резисторе $R_{3}$, то получим:
$\frac{R_{2} + R_{3}}{R_{1} } = \frac{U_{2} + U_{1} }{U_{1} } = \frac{100}{15}$. (2)
Аналогично при подаче напряжения 100 В на выход цели найдем отношение
$\frac{R_{2} + R_{1}}{R_{1}} = \frac{U_{2} + U_{1}}{U_{1} } = \frac{100}{15}$. (2)
Если выход замкнут через амперметр, сопротивление которого мало, а на вход подано напряжение 100В, то напряжение на входе практически равно напряжению на резисторе $R_{2}$, через который течет ток $I$, измеряемый амперметром. Следовательно, можно заключить, что
$R_{2} = \frac{U}{I} = 100 Ом$.
Подставив это значение $R_{2}$ в выражения (2) и (1), найдем $R_{1} \approx 17,6 Ом$ и $R_{3} \approx 42,8 Ом$.