ученикам выдали по четыре резистора 2 Ом каждый, соединительные провода, источник постоянного напряжения 5 В и очень хороший амперметр. Первый ученик собрал цепь, изображенную на рисунке 1, второй ученик собрал цепь, изображённую на рисунке 2
Определите разность показаний амперметров второго и первого учеником
Поскольку сопротивление всех резисторов одинаковые то примем, что
R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = R = 2 Ом
Определим сопротивление первой цепи, приняв, что при последовательном соединении сопротивлений их сопротивления равны сумме сопротивлений, а при параллельном соединении их проводимость равна сумме проводимости каждой параллельной ветви.
В первом варианте
Rвсей цепи = R + R + Rпар. = 2 + 2 + Rпар. = 4 + Rпар.
Если двум изолированным друг от друга проводникам сообщить заряды q1 и q2, то между ними возникает некоторая разность потенциалов Δφ, зависящая от величин зарядов и геометрии проводников. Разность потенциалов Δφ между двумя точками в электрическом поле часто называют напряжением и обозначают буквой U. Наибольший практический интерес представляет случай, когда заряды проводников одинаковы по модулю и противоположны по знаку: q1 = – q2 = q. В этом случае можно ввести понятие электрической емкости.
Электроемкостью системы из двух проводников называется физическая величина, определяемая как отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ между ними: Величина электроемкости зависит от формы и размеров проводников и от свойств диэлектрика, разделяющего проводники. Существуют такие конфигурации проводников, при которых электрическое поле оказывается сосредоточенным (локализованным) лишь в некоторой области пространства. Такие системы называются конденсаторами, а проводники, составляющие конденсатор, – обкладками.
Простейший конденсатор – система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика. Такой конденсатор называется плоским. Электрическое поле плоского конденсатора в основном локализовано между пластинами (рис. 1.6.1); однако, вблизи краев пластин и в окружающем пространстве также возникает сравнительно слабое электрическое поле, которое называют полем рассеяния. В целом ряде задач приближенно можно пренебрегать полем рассеяния и полагать, что электрическое поле плоского конденсатора целиком сосредоточено между его обкладками (рис. 1.6.2). Но в других задачах пренебрежение полем рассеяния может привести к грубым ошибкам, так как при этом нарушается потенциальный характер электрического поля (см. § 1.4).
ответ: I₂ - I₁ = 1,25 A
Объяснение:
ученикам выдали по четыре резистора 2 Ом каждый, соединительные провода, источник постоянного напряжения 5 В и очень хороший амперметр. Первый ученик собрал цепь, изображенную на рисунке 1, второй ученик собрал цепь, изображённую на рисунке 2
Определите разность показаний амперметров второго и первого учеником
Поскольку сопротивление всех резисторов одинаковые то примем, что
R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = R = 2 Ом
Определим сопротивление первой цепи, приняв, что при последовательном соединении сопротивлений их сопротивления равны сумме сопротивлений, а при параллельном соединении их проводимость равна сумме проводимости каждой параллельной ветви.
В первом варианте
Rвсей цепи = R + R + Rпар. = 2 + 2 + Rпар. = 4 + Rпар.
1/Rпар = 1/R + 1/R
1/Rпар = 2/R
Rпар = R/2 = 2/2 = 1 Ом
Rвсей цепи = 4 + 1 = 5 Ом
По закону Ома
I₁ = U/Rвсей цепи = 5/5 = 1 А
Во втором варианте
1/Rвсей цепи = 1/R + 1/R + 1/(R + R)
1/Rвсей цепи = 2/R + 1/(2R) = 4/(2R) + 1/(2R) = 5/(2R)
Rвсей цепи = 2R/5 = 2·2/5 = 0,8 Ом
По закону Ома
I₂ = U/Rвсей цепи = 5/0,8 = 6,25 А
Разность показаний амперметров
I₂ - I₁ = 6,25 - 5 = 1,25 А