Для решения задачи необходимо воспользоваться законом Ома и правилами расчета сопротивления при параллельном и последовательном соединениях.
- Определим напряжение на резисторе R5 (рис. 6).
Т.к. вольтметр подключен параллельно резистору R5, то напряжение на резисторе R5 равно показаниям вольтметра:
$$U_5 = 3 \text{ В}$$.
- Определим силу тока, проходящего через резистор R5 по закону Ома:
$$I_5 = \frac{U_5}{R_5}$$, где:
- $$I_5$$ - сила тока, А;
- $$U_5$$ - напряжение, В;
- $$R_5$$ - сопротивление, Ом.
Подставим значения:
$$I_5 = \frac{3}{0,2} = 15 \text{ А}$$.
- Определим общее сопротивление параллельного участка:
$$\frac{1}{R_{34}} = \frac{1}{R_3} + \frac{1}{R_4}$$, где:
- $$R_3$$ - сопротивление третьего резистора, Ом;
- $$R_4$$ - сопротивление четвертого резистора, Ом;
- $$R_{34}$$ - общее сопротивление параллельного участка, Ом.
Подставим значения:
$$\frac{1}{R_{34}} = \frac{1}{2} + \frac{1}{3} = \frac{3 + 2}{6} = \frac{5}{6}$$.
Тогда:
$$R_{34} = \frac{6}{5} = 1,2 \text{ Ом}$$.
- Определим общее сопротивление цепи:
$$R = R_2 + R_{34} + R_5$$, где:
- $$R_2$$ - сопротивление второго резистора, Ом;
- $$R_{34}$$ - сопротивление параллельного участка, Ом;
- $$R_5$$ - сопротивление пятого резистора, Ом;
- $$R$$ - общее сопротивление, Ом.
Подставим значения:
$$R = 1,5 + 1,2 + 0,2 = 2,9 \text{ Ом}$$.
- Определим силу тока в цепи по закону Ома:
$$I = \frac{U}{R} = I_2 = I_{34} = I_5$$, где:
- $$I$$ - сила тока, А;
- $$U$$ - напряжение, В;
- $$R$$ - общее сопротивление, Ом;
- $$I_2$$ - сила тока, проходящего через резистор R2, А;
- $$I_{34}$$ - сила тока, проходящего через параллельный участок, А;
- $$I_5$$ - сила тока, проходящего через резистор R5, А.
Тогда:
$$I_2 = I_{34} = I_5 = 15 \text{ А}$$.
- Определим напряжение на параллельном участке по закону Ома:
$$U_{34} = I_{34} \cdot R_{34}$$, где:
- $$U_{34}$$ - напряжение, В;
- $$I_{34}$$ - сила тока, А;
- $$R_{34}$$ - сопротивление, Ом.
Подставим значения:
$$U_{34} = 15 \cdot 1,2 = 18 \text{ В}$$.
- Определим силу тока, проходящего через резистор R3 по закону Ома:
$$I_3 = \frac{U_{34}}{R_3}$$, где:
- $$I_3$$ - сила тока, А;
- $$U_{34}$$ - напряжение, В;
- $$R_3$$ - сопротивление, Ом.
Подставим значения:
$$I_3 = \frac{18}{2} = 9 \text{ А}$$.
- Определим силу тока, проходящего через резистор R4 по закону Ома:
$$I_4 = \frac{U_{34}}{R_4}$$, где:
- $$I_4$$ - сила тока, А;
- $$U_{34}$$ - напряжение, В;
- $$R_4$$ - сопротивление, Ом.
Подставим значения:
$$I_4 = \frac{18}{3} = 6 \text{ А}$$.
- Определим силу тока, проходящего через резистор R1 по закону Ома:
$$U_2 = I_2 \cdot R_2$$, где:
- $$U_2$$ - напряжение, В;
- $$I_2$$ - сила тока, А;
- $$R_2$$ - сопротивление, Ом.
Подставим значения:
$$U_2 = 15 \cdot 1,5 = 22,5 \text{ В}$$.
$$U = U_1 + U_2 + U_5 = I_1 \cdot R_1 + U_2 + U_5 $$, где:
- $$U$$ - напряжение, В;
- $$U_1$$ - напряжение, В;
- $$U_2$$ - напряжение, В;
- $$U_5$$ - напряжение, В;
- $$I_1$$ - сила тока, А;
- $$R_1$$ - сопротивление, Ом.
Подставим значения:
$$U = 1 \cdot I_1 + 22,5 + 3 \text{ }$$.
$$U = 1 \cdot I_1 + 25,5 \text{ }$$.
$$I_1 = \frac{U}{R_1} $$, где:
- $$I_1$$ - сила тока, А;
- $$U$$ - напряжение, В;
- $$R_1$$ - сопротивление, Ом.
$$I_1 = \frac{U}{1} $$.
$$I_1 = U $$.
$$U = U + 25,5 \text{ }$$.
$$0 = 25,5 \text{ }$$.
Не возможно определить решение. Данных недостаточно.
Ответ: Данных недостаточно.