Вопрос школьника
В электрической цепи R1 = 20 Ом, R2 = 150 Ом, сопротивление вольтметра Rv = 10 Ком, сопротивление амперметра RA = 0,4 Ом. ЭДС источника ε = 36 В, его внутреннее сопротивление r = 1 Ом. На рисунке приведены шкалы приборов с показаниями. Определить, какой из приборов даёт неверные показания.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон Ома и закон Кирхгофа.
Согласно закону Ома, ток в цепи определяется как отношение напряжения к сумме сопротивлений:
I = ε / (R1 + R2 + r)
I = 36 / (20 + 150 + 1) = 0,21 А
Теперь рассчитаем напряжение на каждом элементе цепи:
U1 = I * R1 = 0,21 * 20 = 4,2 В
U2 = I * R2 = 0,21 * 150 = 31,5 В
Uv = ε — U1 — U2 = 36 — 4,2 — 31,5 = 0,3 В
Как видно из расчетов, напряжение на вольтметре очень мало, что говорит о том, что он не должен показывать значительных отклонений от реального значения. Однако, сопротивление вольтметра Rv = 10 Ком является существенным по сравнению с сопротивлением цепи, что может привести к искажению показаний.
С другой стороны, сопротивление амперметра RA = 0,4 Ом очень мало по сравнению с сопротивлениями элементов цепи, поэтому он также не должен искажать показания.
Таким образом, можно сделать вывод, что неверные показания могут давать только вольтметр.
