2019-12-25
На рисунке приведены вольтамперные характеристики двух нелинейных резисторов $R_{1}$ и $R_{2}$. Какими будут токи, идущие через резисторы и источник с ЭДС $\mathcal{E} = 10 В$ и внутренним сопротивлением $r = 2 Ом$, если оба резистора подключить к источнику, соединив их а) последовательно, б) параллельно?
Решение:
Если резисторы соединены последовательно, то при каждом значении тока напряжение $U_{пос}$ из участке цепи, содержащем резисторы равно сумме напряжений на каждом из них. При параллельном соединении ток в цепи при каждом значении напряжения $U_{пар}$ на резисторах равен сумме токов, текущих через каждый из них. Зависимости $I(U_{пос} )$ и $I(U_{пар})$ построены на рисунке.
Напряжение $U_{б}$ на зажимах батареи меняется при изменении тока в цепи:
$U_{б} = \mathcal{E} - rI = 10 - 2I$.
Зависимость $I(U_{б})$ также построена на рисунке. Точки пересечения прямой $I(U_{б})$ с кривыми $I(U_{пос})$ и $I(U_{пар})$ дают значения токов и напряжения в цепи соответственно при последовательном и параллельном соединениях резисторов.
Из рисунка находим:
а) $I_{1} = I_{2} = I_{б} = 0,25 А; U_{1} = 5,5 В, U_{2} = 3,9 В$;
б) $I_{1} = 0.49 A, I_{2} = 0,38 А, I_{б} = 0,87 A; U_{1} = U_{2} = 9,2 В$.
(Цифры, разумеется, приближенные - график довольно мелкий, и более точные значения получить трудно.)