Чтобы определить показание вольтметра, нужно воспользоваться законом Ома и теорией цепей постоянного тока.
Давайте проанализируем задачу. У нас есть три импеданса:
- \( Z_a = 20 \, \Omega \)
- \( Z_b = 20j \, \Omega \)
- \( Z_c = -20j \, \Omega \)
Поскольку значения \( Z_b \) и \( Z_c \) являются чисто мнимыми, можно заметить, что они являются конденсаторными и индуктивными импедансами. Однако, при использовании двух реактивных элементов, они могут взаимно компенсироваться в непрерывной цепи.
Формула для общего импеданса цепи при параллельном соединении выглядит следующим образом:
\[ \frac{1}{Z_{total}} = \frac{1}{Z_a} + \frac{1}{Z_b} + \frac{1}{Z_c} \]
В нашем случае сначала найдем это значение:
- Сначала найдем \( \frac{1}{Z_b} + \frac{1}{Z_c} \):
\[ \frac{1}{Z_b} = \frac{1}{20j} = -\frac{j}{20} \] \[ \frac{1}{Z_c} = \frac{1}{-20j} = \frac{j}{20} \]
Сложив \( \frac{1}{Z_b} \) и \( \frac{1}{Z_c} \):
\[ \frac{1}{Z_b} + \frac{1}{Z_c} = -\frac{j}{20} + \frac{j}{20} = 0 \]
Следовательно, сумма реактивных импедансов обнуляется, и мы имеем только активное сопротивление:
\[ \frac{1}{Z_{total}} = \frac{1}{Z_a} = \frac{1}{20} \Rightarrow Z_{total} = 20 \, \Omega \]
Теперь, используя закон Ома, мы можем найти напряжение:
\[ U = I \cdot Z_{total} \]
Где \( I = 2 \, А \) (показания амперметра). Подставим известные значения:
\[ U = 2 \cdot 20 = 40 \, В \]
Таким образом, показание вольтметра равно 40 Вольт.