2017-10-29
Два источника тока с электродвижущими силами 1,5 В и 1,2В включены в цепь с помощью сопротивлений $R_{1}$ и $R_{2}$ (рис.). Включенный в цепь амперметр показывает величину тока 60 мА. При подключении к сопротивлению $R_{1}$ вольтметра величина тока возрастает на 3 мА. Найти показание вольтметра, если сопротивление $R_{1}$ равно 10 Ом.
Решение:
Включение вольтметра вызывает изменение сопротивления цепи. Если $R_{V}$ — внутреннее сопротивление вольтметра, то при его присоединении к сопротивлению $R_{1}$ сопротивление участка АВ станет равным $R = \frac{R_{1}R_{V}}{R_{1} + R_{V}}$. Первоначальный ток в цепи по закону Ома равен
$I = \frac{E_{1} + E_{2}}{r_{1} + r_{2} + R_{1} + R_{2} + R_{A}}$,
где $R_{A}$ — сопротивление амперметра; $r_{1}$ и $r_{2}$ — соответственно внутренние сопротивления первого и второго источников тока. После подключения вольтметра
$I + \Delta I = \frac{E_{1} + E_{2}}{r_{1} + r_{2} + R + R_{2} + R_{A}}$.
После преобразований получим искомое показание вольтметра
$U = (I + \Delta I) R = (I + \Delta I) R_{1} - \frac{ \Delta I}{I} (E_{1} + E_{2})$,
$U = (60 \cdot 10^{-3} + 3 \cdot 10^{-3}) \cdot 10 - \frac{3 \cdot 10^{-3}}{60 \cdot 10^{-3}} (1,5 + 1,2) = 0,5 В$.