При разомкнутом ключе сопротивление цепи Rобщ =R1 + R2+ R3 + r = 2+4+2+1 = 9 Ом
Ток в цепи I =Е/ Rобщ = 45/9 = 5 А
U1= R1* I = 2*5 = 10 B
U2= R2* I = 4*5 = 20 B
U3= R3* I = 2*5 = 10 B
U4 = 0 B
++++++++++++++++++++++++++++++++++++
При замкнутом ключе имеем цепь состоящую из последовательно соединенных r + R3 и параллельно соединенных (R1+R2) и R4
Находим сопротивление параллельно соединенных
Rпрл=(R1+R2)*R4/R1+R2+R3 = (2+4)*3/ 2+4+3 = 18/9 = 2 Ом
Общий ток I= E/ (r+R1+ Rпрл) = 45/(1+2+2)= 9 A
U3 = R3*I =2*9 =18 B
Ur = R3*I =1*9 =9 B
Напряжение на последовательном участке цепи
Ur + U3 =18+9 =27 В
Напряжение на параллельном участке цепи
Е –( Ur + U3) = 45- 27 = 18 В
U4 = 18 В
Ток на участке R1+R2 равен U4/( R1+R2)= 18/2+4 =3А
U1= R1* I = 2*3 = 6 B
U2= R2* I = 4*3 = 12 B
Объяснение:
Пусть Е = ЭДС1 = ЭДС2
r = r1 = r2 - внутреннее сопротивление источника
R - внешнее сопротивление.
При последовательном соединении
I1 (2r+R) = 2E
I1= 2E/(2r+R)
Выделяемая на R мощность
Р = I1^2* R = 4E^2*R/(2r+R )^2 = 160 (3)
или
160r^2+160rR+40R^2= E^2*R
(1)
При параллельном соединении
I2(R+r/2)= E
I2= E/(R+r/2)
Выделяемая на R мощность
Р = I2^2 * R = E^2* R/(R+r/2)^2= 160
или
40r^2+160rR+160R^2= E^2*R
(2)
Из (1) вычтем (2)
120 r^2 - 120R^2 = 0
или r = R
В третьем случае
I3(R+r) = E
I3 = E / (R+r)
Выделяемая на R мощность
P3 = I3^2*R = E^2*R / (R+r)^2
Зная что r=R
P3= E^2 / 4R
Из (3) при r=R
4E^2/9R = 160
E^2/R = 360
И
Р3 = E^2/4R = 90 Вт