Консультация № 198460
05.05.2020, 03:45
0.00 руб.
1 1 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Элементы цепи, схема которой изображена на
рисунке, имеют следующие параметры: E1 = 1.2 В,
E2 = 1.4 В, R1 = 0.5 кОм, R2 = 1 кОм. Определить по-
казания вольтметра, если его сопротивление
RV = 2 кОм. Сопротивлением источников тока и со-
единительных проводов пренебречь
Прикрепленные файлы:
48873d79ea8407d41bee9f2ca53e3da58e1bda5d.jpg

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7464
07.05.2020, 10:04
общий
это ответ
Здравствуйте, Mi!
Условие : E1 = 1.2 В, E2 = 1.4 В, R1 = 0.5 кОм, R2 = 1 кОм, Rv = 2 кОм.
Вычислить показания вольтметра.

Решение : Получив какую-нибудь открытку/фотокарточку, мы поворачиваем её заголовком вверх, чтоб удобнее читать/разглядеть. Вашу закрученную электро-схему я тоже повернул для более лёгкого понимания/пояснения. Чертёж прилагаю ниже.

В учебных заведениях СНГ подобные задачки традиционно решают с привлечением абстрактных законов Кирхгофа или более мутных методов Контурных токов… Я более 40 лет успешно рассчитывал/модернизировал электронные схемы, пользуясь простейшим, интуитивно-понятным законом Ома и детской фантазией, будто я вижу микро-шарики-зарядики в Источнике напряжения. Этот источник "напрягается", "толкает" ток-поток в провода… это развивает чутьё инженера.

Как звери в новой стае/семье первым делом "вычисляют" вожака, так и инженер начинает анализ схемы с выбора самого потенциального Источника. E2 > E1 , значит, рисуем стрелку I2 , куда E2 "толкает" положительные носители тока.
Вольтметр - явный потребитель, его стрелка вниз по рисунку должна замкнуть цепь тока источника. Для упрощения расчёта я заменил реальный Вольтметр его эквивалентной схемой замещения (я обвёл её зелёным прямоугольником). В резисторе Rv сосредоточено внутреннее сопротивление Rv прибора, головка V - идеально-проводящий гальванометр.

Источник E1 тоже пытается выдать ток, но в подобных схемах с несколькими параллел-источниками слабым не всегда удаётся выдача. Пока что рисуем стрелку I1 вверх. Если в результате расчёта мы получим отрицательное значение I1 , значит E2 заряжает слабого E1.

Резистор R2 сопротивляется току, на нём "падает" часть напряжения U2 = I2·R2 .
М-ду узлами P (Plus - Плюс) и "0" устанавливается какое-то равновесное напряжение U . Его и показывает наш Вольтметр.

Источник E1 пытается увеличить это U "толкающим" током I1 = (E1-U) / R1 , а Вольтметр - расходует U током Iv = U / Rv .
Мы имеем 4 неизвестных. Для однозначного решения системы уравнений добавляем в неё 4е уравнение :
I1 + I2 = Iv (сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов вытекающих).

Решать составленную систему уравнений Вы можете любым удобным Вам способом. Я не люблю рутину, поэтому поручаю вычисления приложению ru.wikipedia.org/wiki/Mathcad . Маткад вычисляет всё быстро и страхует от ошибок типа "человеческий фактор". Маткад-скриншот прилагаю. Я добавил в него подробные комментарии зелёным цветом.

Ответ : показания вольтметра U = 1,086 Вольт.
см также учебно-просветительную статью "Закон Ома простым языком" Ссылка2
Форма ответа