2020-02-16
К идеальной батарейке с ЭДС $U_{0} = 1,3 В$ подключена мостиковая электрическая цепь, собранная из трех одинаковых вольтметров и двух одинаковых миллиамперметров, причем один из миллиамперметров включен в диагональ мостика (рис.). Известно, что показания миллиамперметров отличаются в 3 раза. Определите показания каждого из вольтметров. Сопротивление вольтметра больше, чем у миллиамперметра.
Решение:
Если сопротивление вольтметра больше, чем сопротивление амперметра (слово "амперметр" - короче, чем "миллиамперметр"), то ток через верхний амперметр больше. На рисунке эти токи обозначены $I$ и $3I$. Пусть сопротивление амперметра $r$, а вольтметра $R$. Напряжения вольтметров составляют: верхнего $U_{0} - r \cdot 3I$, нижнего справа $r \cdot 3I + r \cdot I = 4rI$, нижнего слева $U_{0} - 4rI$. Теперь запишем соотношения для токов в верхнем и нижнем узлах:
$\frac{U_{0} - 3rI}{R} + I = 3I$,
$\frac{U_{0} - 4rI}{R} = I + \frac{4rI}{R}$.
Отсюда легко выразить величину $rI$:
$rI = \frac{U_{0}}{13} = 0,1 B$.
Тогда показание верхнего вольтметра будет
$U_{1} = U_{0} - 3rI = 1 B$,
нижнего правого -
$U_{2} = 4rI = 0,4 B$
и нижнего левого -
$U_{3} = U_{0} - U_{2} = 0,9 B$.