Какова ЭДС ε2 второго элемента в данной цепи, состоящей из двух гальванических элементов, трех резисторов и амперметра
Какова ЭДС ε2 второго элемента в данной цепи, состоящей из двух гальванических элементов, трех резисторов и амперметра, где R1 = 100 Ом, R2 = 50 Ом, R3 = 20 Ом, ε1 = 2 В и ток I3 = 50 мА, идущий в направлении, указанном стрелкой, а также пренебрегая сопротивлением амперметра и внутренним сопротивлением источников?
08.12.2023 03:54
Описание:
Для решения этой задачи нам необходимо применить закон Кирхгофа для токов и закон Ома. Начнем с применения правила Кирхгофа для токов в узлах.
Вернёмся к изображению цепи и обратим внимание, что ЭДС ε1 соединена параллельно с показанием амперметра. Таким образом, сила тока I1 такая же, как и сила тока I3 (согласно закону Кирхгофа).
Теперь применим закон Ома к резисторам в цепи. Запишем выражения для напряжений на каждом резисторе:
U1 = I1 * R1,
U2 = I2 * R2,
U3 = I3 * R3.
Сумма всех напряжений в закрытом контуре равна нулю:
ε1 - U2 - U3 - ε2 = 0.
Мы знаем, что U2 = I1 * R2, U3 = I3 * R3, ε1 = I1 * R1, поэтому:
I1 * R1 - I1 * R2 - I3 * R3 - ε2 = 0.
Так как I1 = I3, мы можем заменить I1 на I3:
I3 * R1 - I3 * R2 - I3 * R3 - ε2 = 0.
Теперь объединим все слагаемые, содержащие I3:
I3 * (R1 - R2 - R3) - ε2 = 0.
Наконец, решим это уравнение относительно ε2:
ε2 = I3 * (R1 - R2 - R3).
Демонстрация:
В данной задаче значение I3 равно 50 мА, R1 равно 100 Ом, R2 равно 50 Ом, а R3 равно 20 Ом. Подставляя эти значения в уравнение, получим:
ε2 = 50 мА * (100 Ом - 50 Ом - 20 Ом).
Совет:
Чтобы лучше понять эту задачу, полезно вспомнить законы Кирхгофа для токов и закон Ома для расчета напряжений и токов в электрических цепях. Также рекомендуется провести детальный анализ цепи и записать уравнения, учитывая направления токов и особенности взаимодействия элементов цепи.
Дополнительное задание:
Предположим, что значение I3 в данной задаче увеличивается до 100 мА, а значения R1, R2 и R3 остаются прежними. Как это повлияет на значение ε2?