2020-11-28
Есть цепочка, изображенная на рис. Определить напряжение между точками e и f, если $U = 41 В$ и $R_{1} = 2 Ом, R_{2} = 1 Ом$.
Решение:
Напряжение между точками е и f равно падению напряжения на крайнем правом сопротивлении $R_{2}$, следовательно, чтобы найти это напряжение, нужно определить силу тока, проходящего по этому сопротивления. Для этого сначала определить общее сопротивление цепи.
Нетрудно заметить, что точки a, d и f имеют одинаковые потенциалы и их можно объединить в один узел (рис.). Тогда сопротивление участка цепи fec: $R_{fec} = 3 Ом$; сопротивление участка fecf:
$R_{fecf} = \frac{R_{2}(R_{1} + R_{2} ) }{R_{1} + 2R_{2} } = \frac{3}{4} Ом$.
Сопротивление участка цепи fecbf:
$R_{fecbf} = \frac{R_{2}(R_{1} + R_{fecf} ) }{R_{1} + R_{2} + R_{fecf} } = \frac{11}{15} Ом$.
Тогда общее сопротивление цепи:
$R_{общ} = R_{fecbf} + R_{1} = \frac{41}{5} Ом$.
Сила тока в неразветвленной части цепи (в точке b): $I_{b} = \frac{U}{R_{общ}} = 15 А$.
Этот ток в точке b разветвляется на $I_{c}$ и $I_{a}$: $\frac{I_{c} }{I_{a} } = \frac{R_{2} }{R_{bf} }$ и $I_{c} + I_{a} = 15 А$. Отсюда $I_{c} = 4 А$.
Ток $I_{c}$ в точке c вновь разветвляется: $\frac{I_{e} }{ I_{d} } = \frac{R_{2} }{R_{1} + R_{2} }$ и $I_{e} + I_{d} = 4 А$. Отсюда $I_{e} = 1 А$. Тогда $U_{ef} = I_{e}R_{2} = 1 В$.