Картинка задачи: цепь питания 36 В, два резистора R1 и R2 последовательно, между точками A и B подключаем идеальный вольтметр. Вольтметр показывает 3 В. Нужно определить отношение резисторов R1 и R2.
Важно: точное отношение зависит от того, какие именно резисторы охватывают точки A и B. Рассмотрим две стандартные possibilities (в обеих случаях резисторы соединены последовательно между источником 36 В).
Общие шаги:
- Пусть ток в цепи I течёт по всей цепи: I = 36 / (R1 + R2).
- Напряжение на каждый резистор: V_R1 = I · R1, V_R2 = I · R2.
- По условию V_AB = 3 В. Разберём оба варианта.
Вариант 1: AB охватывает резистор R1 (то есть V_AB = V_R1 = 3 В)
- 3 = I · R1 = (36 / (R1 + R2)) · R1
- 36 R1 / (R1 + R2) = 3
- R1 / (R1 + R2) = 1 / 12
- 12 R1 = R1 + R2 → R2 = 11 R1
- Соотношение резисторов: R1 : R2 = 1 : 11
Вариант 2: AB охватывает резистор R2 (то есть V_AB = V_R2 = 3 В)
- 3 = I · R2 = (36 / (R1 + R2)) · R2
- 36 R2 / (R1 + R2) = 3
- R2 / (R1 + R2) = 1 / 12
- R1 + R2 = 12 R2 → R1 = 11 R2
- Соотношение резисторов: R1 : R2 = 11 : 1
Итог:
- Если точкам A и B соответствуют края резистора R1, то R1:R2 = 1:11.
- Если точкам A и B соответствуют края резистора R2, то R1:R2 = 11:1.
- Без диаграммы точно определить, какой именно резистор измеряется, нельзя. Пожалуйста, уточни, какие точки A и B охватывают: первый резистор (R1) или второй (R2).
Пример чисел для наглядности:
- Если R1 = 1 кОм и R2 = 11 кОм, то I = 36 /(1+11) кОм = 3 мА. Тогда V_R1 = 3 мА · 1 кОм = 3 В, V_R2 = 3 мА · 11 кОм = 33 В.
- Если наоборот R1 = 11 кОм и R2 = 1 кОм, то V_R1 = 33 В, V_R2 = 3 В.
Замечание:
- Вольтметр является идеальным и не потребляет ток, поэтому он не меняет ток в цепи.
- Решение выше даёт ровно те соотношения, которые удовлетворяют условию V_AB = 3 В, в зависимости от того, какой резистор измеряется.