Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 9502
2018-10-18 
Схема (см. рис.) состоит из четырёх резисторов, идеального амперметра и диода D. Сопротивления всех резисторов указаны на рисунке. При одной полярности приложенного к цепи напряжения (см. рис.) амперметр показывает значение $I_{1} = 0,6 А$. Какое значение силы тока $I_{2}$ будет показывать амперметр, если изменить полярность? Напряжение в цепи в обоих случаях одинаковое.
Примечание. Диод — электронное устройство, которое пропускает ток только в одном направлении. При этом сопротивление диода пренебрежимо мало.
Решение:
При полярности поданного напряжения, изображённой на рис., диод открыт, и цепь эквивалентна двум парам параллельно соединённых резисторов. Общее сопротивление такой цепи равно
$R_{1} = \frac{R}{2} + \frac{3R \cdot R}{3R + R} = \frac{5R}{4}$.
Сила тока, идущего от источника, равна $I = \frac{U}{R_{1} } = \frac{4U}{5R}$.
Соответственно, сила тока, текущего через резистор с сопротивлением $R$, равна $\frac{I}{2} = \frac{2U}{5R}$, а напряжение на нём - $\frac{2U}{5}$. Напряжение на резисторе с сопротивлением $3R$ составляет $\frac{3U}{5}$, следовательно, сила тока через него равна $\frac{U}{5R}$. Отсюда получаем, что ток, текущий через амперметр, даётся формулой
$I_{1} = \frac{2U}{5R} - \frac{U}{5R} = \frac{U}{5R}$.
Рассмотрим теперь случай, когда полярность поданного напряжения изменена, диод закрыт. Общее сопротивление такой цепи равно
$R_{2} = \frac{R}{2} + 3R = \frac{7R}{2}$.
Во втором случае амперметр показывает значение силы тока, текущего через нижний резистор с сопротивлением $R$. Она равна половине силы тока, идущего от источника
$I_{2} = \frac{U}{5R_{2} } = \frac{U}{7R}$.
Отметим, что направление тока в обоих случаях одинакова. Из полученных выражений для $I_{1}$ и $I_{2}$ получаем, что
$I_{2} = \frac{5}{7}I_{1} = 0,43 А$.
Схема (см. рис.) состоит из четырёх резисторов, идеального амперметра и диода D. Сопротивления всех резисторов указаны на рисунке. При одной полярности приложенного к цепи напряжения (см. рис.) амперметр показывает значение $I_{1} = 0,6 А$. Какое значение силы тока $I_{2}$ будет показывать амперметр, если изменить полярность? Напряжение в цепи в обоих случаях одинаковое.
Примечание. Диод — электронное устройство, которое пропускает ток только в одном направлении. При этом сопротивление диода пренебрежимо мало.
Решение:
При полярности поданного напряжения, изображённой на рис., диод открыт, и цепь эквивалентна двум парам параллельно соединённых резисторов. Общее сопротивление такой цепи равно
$R_{1} = \frac{R}{2} + \frac{3R \cdot R}{3R + R} = \frac{5R}{4}$.
Сила тока, идущего от источника, равна $I = \frac{U}{R_{1} } = \frac{4U}{5R}$.
Соответственно, сила тока, текущего через резистор с сопротивлением $R$, равна $\frac{I}{2} = \frac{2U}{5R}$, а напряжение на нём - $\frac{2U}{5}$. Напряжение на резисторе с сопротивлением $3R$ составляет $\frac{3U}{5}$, следовательно, сила тока через него равна $\frac{U}{5R}$. Отсюда получаем, что ток, текущий через амперметр, даётся формулой
$I_{1} = \frac{2U}{5R} - \frac{U}{5R} = \frac{U}{5R}$.
Рассмотрим теперь случай, когда полярность поданного напряжения изменена, диод закрыт. Общее сопротивление такой цепи равно
$R_{2} = \frac{R}{2} + 3R = \frac{7R}{2}$.
Во втором случае амперметр показывает значение силы тока, текущего через нижний резистор с сопротивлением $R$. Она равна половине силы тока, идущего от источника
$I_{2} = \frac{U}{5R_{2} } = \frac{U}{7R}$.
Отметим, что направление тока в обоих случаях одинакова. Из полученных выражений для $I_{1}$ и $I_{2}$ получаем, что
$I_{2} = \frac{5}{7}I_{1} = 0,43 А$.
