Добро пожаловать в мир электрических цепей! Сегодня я хотел бы рассказать вам о некоторых интересных ситуациях, возникающих при различных комбинациях ключей в электрической цепи.
Для начала позвольте мне представить вам схему электрической цепи, о которой мы будем говорить. На рисунке есть три ключа ‒ К1, К2 и К3, идеальный источник тока с напряжением U120 В, а также два амперметра ‒ А1 и А2.
Все резисторы в цепи имеют одинаковое сопротивление R20 Ом. Нам нужно узнать показания амперметров при различных комбинациях замыканий ключей.
Поехали!1. Если замкнуты ключи К1 и К2, то каковы показания амперметра А2?
Когда замкнуты ключи К1 и К2, схема выглядит следующим образом⁚
__________
| |
—-| A1 |
| | |
K1——R——-|
| | |
—-| A2 |
|__________|
Поскольку ЭДС источника равна 120 В, а сопротивление каждого из резисторов равно 20 Ом, ток, протекающий через цепь, будет равен I U / R 120 В / 20 Ом 6 А.
Так как А1 и А2 соединены последовательно, это означает, что оба амперметра покажут одинаковое значение тока. Таким образом, показания амперметра А2 будут равны 6 А.2. Если замкнуты только ключи К2 и К3, то каковы показания амперметра А1?
Когда замкнуты только ключи К2 и К3٫ схема выглядит следующим образом⁚
__________
| |
—-| A1 |
| | |
K2——R——-|
| | |
—-| A2 |
|__________|
В данном случае ток, протекающий через цепь, все так же будет равен 6 А. Так как А1 и А2 находятся в параллельной ветви, ток разделится между ними в соответствии с законом Кирхгофа для параллельных цепей.Показания амперметра А1 будут равны току, протекающему через эту ветвь. Этот ток можно рассчитать, используя общий ток цепи и сопротивление резисторов⁚
I1 I * (R / (R R)) 6 А * (20 Ом / (20 Ом 20 Ом)) 3 А.
Таким образом, показания амперметра А1 будут равны 3 А.3. Если замкнуты только ключи К1 и К3٫ то каковы показания амперметра А2?
Когда замкнуты только ключи К1 и К3, схема выглядит следующим образом⁚
__________
| |
—-| A1 |
| | |
K1——R——-|
| | |
—-| A2 |
|__________|
Так как ключи К1 и К3 замкнуты, то все резисторы в цепи объединятся в одну параллельную ветвь. Сопротивление этой ветви будет равно сопротивлению одного резистора, так как все резисторы имеют одинаковое сопротивление. Сопротивление ветви Rэкв R 20 Ом. Ток, протекающий через цепь, будет равен I U / Rэкв 120 В / 20 Ом 6 А. Поскольку ключ К1 замкнут, амперметр А2 будет показывать весь ток, и его показания будут равны 6 А. Вот и всё! Теперь вы знаете, какими будут показания амперметров в каждом из случаев. Больше информации об электрических цепях можно найти в учебниках по физике или электротехнике. И не забывайте, это всего лишь один пример из множества возможных комбинаций и конфигураций электрических цепей. Всегда интересно изучать новое и погружаться в мир науки!