Вопрос школьника
В электрическую сеть с напряжением 120 В включены последовательно три резистора, сопротивления которых соответственно равны 12, 9 и 3 Ом. Вычислите силу тока в цепи и напряжение на каждом резисторе.
Ответ от учителя
Для решения задачи воспользуемся законом Ома, который гласит, что сила тока в цепи пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению цепи. Также воспользуемся законом Кирхгофа, который гласит, что сумма напряжений в замкнутом контуре равна нулю.
Сначала найдем общее сопротивление цепи, складывая сопротивления резисторов, которые подключены последовательно:
R = R1 + R2 + R3 = 12 Ом + 9 Ом + 3 Ом = 24 Ом
Затем найдем силу тока в цепи, используя закон Ома:
I = U / R
где U — напряжение в цепи, которое равно 120 В.
I = 120 В / 24 Ом = 5 А
Теперь найдем напряжение на каждом резисторе, используя закон Кирхгофа. Сумма напряжений на всех трех резисторах должна быть равна напряжению в цепи, то есть 120 В.
U1 + U2 + U3 = 120 В
Найдем напряжение на первом резисторе:
U1 = I * R1 = 5 А * 12 Ом = 60 В
Найдем напряжение на втором резисторе:
U2 = I * R2 = 5 А * 9 Ом = 45 В
Найдем напряжение на третьем резисторе:
U3 = I * R3 = 5 А * 3 Ом = 15 В
Проверим, что сумма напряжений на всех трех резисторах равна напряжению в цепи:
U1 + U2 + U3 = 60 В + 45 В + 15 В = 120 В
Ответ: сила тока в цепи равна 5 А, напряжение на первом резисторе равно 60 В, на втором — 45 В, на третьем — 15 В.
