2016-10-20
В собранной схеме (см. рисунок) лампочка горит одинаково ярко как при замкнутом, так и при разомкнутом ключе К. Найдите напряжение на лампочке.
Решение:
рис.1
рис.2
Обозначим сопротивление лампочки через $R$, а искомое напряжение на ней — через $U$. Исходную электрическую цепь с незамкнутым ключом можно изобразить в эквивалентном виде, показанном на рисунке 1. Тогда напряжение на участке цепи, содержащем параллельное соединение, равно $U_{1} = U + 90 \cdot (U/R)$, сила текущего через этот участок тока составляет $(U/R) + (U_{1}/180)$, и закон Ома для данной схемы даёт:
$U + 90 \cdot \frac{U}{R} + 90 \cdot ( \frac{U}{R} + \frac{U + 90 \cdot (U/R)}{180}) = 54$.
После замыкания ключа цепь можно перерисовать так, как показано на рисунке 2. Из него видно, что напряжение на верхнем участке цепи, содержащем два резистора и лампочку, составляет 54 В. Закон Ома для этого участка цепи имеет вид:
$U + 180 \cdot \left ( \frac{U}{R} + \frac{U}{90} \right ) = 54$.
Решая полученные уравнения, найдём, что сопротивление лампочки равно $R = 30 Ом$, а напряжение на ней $U = 6 В$.