Давайте подробно решим задачу и поймем, как найти силу тока в цепи из двух резисторов r1 и r2, которая соединены последовательно.
Дано:
- \( r_1 = 5 \, \Omega \)
- \( r_2 = 10 \, \Omega \)
- \( r_3 = 30 \, \Omega \)
- Общий ток в цепи (через весь параллельный блок) — \( I_{общ} = 2 \, А \)
1. Что у нас есть?
Резисторы \( r_1 \) и \( r_2 \) соединены последовательно, и эта цепь параллельно с \( r_3 \):
r1 --- r2
\ /
-------
|
r3
Общий ток в цепи — это ток, проходящий через всю сеть.
2. Найдите сопротивление последовательно соединённых \( r_1 \) и \( r_2 \):
Резисторы, соединённые последовательно, складываются: \[ R_{12} = r_1 + r_2 = 5 \Omega + 10 \Omega = 15 \Omega \]
3. Вся цепь — это два параллельных участка:
- \( R_{12} = 15 \Omega \)
- \( r_3 = 30 \Omega \)
Общий ток равен 2 А, поэтому можно найти напряжение на всей цепи.
4. Найдите напряжение на цепи:
Общее сопротивление параллельных веток — это сложно, но нам не обязательно его полностью.
Важно знать, что ток делится между параллельными ветками, и суммарный ток равен 2 А.
Поскольку через всю цепь есть ток 2 А, то напряжение на всей цепи: \[ U_{общ} = I_{общ} \times R_{общ} \] но нужно сначала найти ток, текущий через каждый участок.
5. Определим ток в ветке \( R_{12} \):
Поскольку ток делится между двумя параллельными ветками, давайте найдём напряжение на них.
Для этого используем закон Ома:
\[ U_{R_{12}} = R_{12} \times I_{R_{12}} \] \[ U_{r_3} = r_3 \times I_{r_3} \]
Общее напряжение на параллельных ветках одинаковое, значит:
\[ U_{R_{12}} = U_{r_3} \]
Также сумма токов в ветках равна общему току:
\[ I_{общ} = I_{R_{12}} + I_{r_3} \]
Нам нужно найти эти токи.
6. Найдём сопротивление веток и применим закон Ома:
Обозначим сопротивления и прочие параметры.
7. Рассчитаем напряжение на цепи:
Поскольку ток в общем равен 2 А, и сопротивления параллельных веток известны, найдём напряжение через любую ветку.
Используем для этого:
\[ U = R_{параллель} \times I_{общ} \]
Но — какая?
Мы знаем, что ток делится, и нужно найти токи в ветках, чтобы понять, что именно напряжение.
8. Найти сопротивление всей параллельной схемы:
Обозначим сопротивление ветки \( R_{12} = 15 \Omega \), и сопротивление ветки \( r_3 = 30 \Omega \).
Общее сопротивление параллельно —:
\[ \frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{15} + \frac{1}{30} = \frac{2}{30} + \frac{1}{30} = \frac{3}{30} = \frac{1}{10} \] Следовательно,
\[ R_{общ} = 10 \Omega \]
9. Теперь найдёте напряжение на всей цепи:
\[ U_{общ} = I_{общ} \times R_{общ} = 2 \, А \times 10 \Omega = 20\, В \]
Это — напряжение на ветках.
10. Найдите ток в ветке \( R_{12} \):
\[ I_{R_{12}} = \frac{U_{общ}}{R_{12}} = \frac{20\, В}{15 \Omega} = 1.33\, А \]
и в ветке \( r_3 \):
\[ I_{r_3} = \frac{U_{общ}}{r_3} = \frac{20\, В}{30 \Omega} = 0.67\, А \]
Проверим сумму:
\[ 1.33\, А + 0.67\, А = 2\, А \]
Теперь всё сходится.
Ответ:
- Сила тока в цепи из резисторов \( r_1 \) и \( r_2 \) (которая проходят через последовательно соединённые \( r_1 \) и \( r_2 \)) — это ток через цепь \( R_{12} \):
\[ I_{r_1 + r_2} = I_{R_{12}} = \boxed{1.33\, \text{А}} \]
Если понадобятся дополнительные объяснения — обращайтесь!