2017-04-07
Из проволоки спаяна «паучья» сеть. Радиальные нити, которой изготовлены из проволоки диаметром $d_{1} = 0,20 мм$ из материала с удельным электрическим сопротивлением $\rho_{1} = 1,2 \cdot 10^{-6} Ом \cdot м$, кольцевые нити сделаны из проволоки диаметром $d_{2} = 1,2 мм$ из материала с удельным сопротивлением $\rho_{2} = 1,6 \cdot 10^{-8} Ом \cdot м$. Радиальные нити проведены через каждые $30^{ \circ}$, кольцевые через $a = 1,0 см$. В точках пересечения нитей имеются электрические контакты, сопротивлением которых можно пренебречь.
«Паутину» подключают к электрической цепи, показанной на рисунке. Напряжение источника постоянно и равно $U = 4,5 В$. Определите показания амперметров при разомкнутом и замкнутом ключе К. Сопротивлением амперметров и соединительных проводов можно пренебречь.
Решение:
Согласно приведенным данным сопротивления кольцевых нитей значительно меньше сопротивления радиальных. Поэтому сопротивлением кольцевых нитей можно пренебречь. Тогда приведенная схема может быть заменена на эквивалентную.
В этой схеме сопротивление каждого обозначенного резистора есть сопротивление 12 соединенных параллельно отдельных звеньев радиальных нитей, т.е. $R = \frac{1}{12} \rho_{1} \frac{4a}{ \pi d_{1}^{2}} \approx 3,2 \cdot 10^{-2} Ом$.
При разомкнутом ключе первый амперметр покажет значение тока $I_{1} = \frac{U}{5R_{1}} \approx 28 А$.
Если замкнуть ключ, то показания амперметров будут одинаковы и равны $I_{2} = \frac{U}{4R_{1}} \approx 35 А$.