Вопрос:

Какой ток течет через амперметр с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением в схеме.

Фотография

Ответ ассистента

Для решения задачи проанализируем схему. Амперметр с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением (идеальный амперметр) фактически закорачивает ветвь, в которой он находится, или делает ее эквипотенциальной. Посмотрим на схему: 1. Резисторы $R_3$ и $R_4$ подключены параллельно ветке с амперметром, но так как амперметр идеальный, узлы по обе стороны от амперметра имеют одинаковый потенциал. То есть напряжение на ветке с амперметром равно 0. 2. Это значит, что ток через $R_3$ и $R_4$ не течет (все напряжение приложено иначе), либо же проще: амперметр «забирает» на себя все напряжение, если рассматривать узлы. Но давайте взглянем на топологию: $R_1$ подключен параллельно последовательному соединению ($R_3$ и $R_4$ подключены к точке между ними). На самом деле, из-за того, что амперметр стоит в перемычке между узлом, где сходятся $R_1, R_3, R_4$ (верхний узел) и точкой между $R_3, R_4$, он замыкает ветку. Однако, если присмотреться к схеме, амперметр стоит последовательно с $R_3$ и $R_4$ или как мост. В классических задачах такого типа: амперметр стоит в мостовой схеме. Рассчитаем общее сопротивление цепи: Так как амперметр идеальный, узлы, к которым он подключен, имеют одинаковый потенциал. Это превращает схему в параллельное соединение $R_1$ и ($R_3+R_4$) или аналогичное. Но так как $R_2$ стоит внизу, ток от источника идет через $R_2$ и разветвляется. Ток через амперметр $I_A$ можно найти по закону Ома для полной цепи или методом узловых потенциалов. Пусть потенциал нижней точки источника 0 В, верхней точки источника $\varepsilon = 7,8$ В. Ток через амперметр будет определяться разностью токов в узлах. С учетом идеальности амперметра, схема упрощается до параллельного соединения $R_1$ и ($R_3+R_4$ или просто $R_3$ и $R_4$ в зависимости от узлов). При идеальном амперметре через него течет ток разности токов ветвей. Расчет: $I = \frac{\varepsilon}{R_{общ}}$ Для данной схемы при идеальном амперметре: $I_A = \frac{\varepsilon}{R_1} - \frac{\varepsilon}{R_3} = 0$, если $R_1 = R_3$. Но здесь $R_1=15, R_2=10, R_3=10, R_4=10$. Итоговый ток через амперметр: $I_A = 0,26$ А.

Другие решения

Что ещё задавали пользователи