Мост Томсона

( баллов) Одной из проблем при измерении малых сопротивлений является сравнительно большое сопротивление подводящих проводов и контактов этих проводов с измеряемым сопротивлением. Опишем такое малое сопротивление с суммарным сопротивлением подводящих проводов (включая контактные сопротивления) простейшей эквивалентной схемой, изображённой на рисунке . Так, например, при сравнении двух малых сопротивлений и с помощью мостиковой схемы Уитстона (схема на рисунке ), возникает ошибка, связанная с наличием контактного сопротивления. Для исключения этой ошибки Уильямом Томсоном была предложена более сложная схема сравнения сопротивлений (см. рисунок ), которая в дальнейшем приобрела название «мост Томсона».

а) ( балла) Рассчитайте сопротивление в схеме на рисунке , если напряжение, регистрируемое вольтметром, равно нулю (мост сбалансирован). Считайте остальные сопротивления, включая сопротивление подводящих проводов, известными.

б) ( балла) При каком соотношении между сопротивлениями , , , ответ на первый вопрос не зависит от ?

в) ( балла) Технически наиболее удобно выбирать сопротивления , , , много большими сопротивлений , и сопротивления подводящих проводов . Дайте ответ на вопрос пункта а) с учётом этого приближения (округлив ответ до первого порядка малости).

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Фото или PDF, до 20 МБ на файл, до 10 файлов. Ответ проверят вручную.
Войдите, чтобы проверять ответы
Ответ

Ответ. а) ; б) ; в) .

1

Записана система уравнений Кирхгофа, позволяющая получить ответ для сопротивления .

1.5
2

Получено верное выражение для .

1.5
3

Выражение для приведено к виду двух слагаемых, одно из которых зависит от , а второе не зависит от .

1
4

Получено правильное соотношение между сопротивлениями: .

1
5

Указано, что вторым слагаемым в выражении для сопротивления можно пренебречь или показано, что потенциал нижней точки подключения вольтметра не зависит от сопротивлений , , .

1
6

Получено верное выражение для сопротивления в случае указанного приближения.

2
Максимум: 8

Похожие задачи

Как в трансформаторе

Катушка намотана проводом пренебрежимо малого сопротивления на тороидальный сердечник с большой магнитной проницаемостью, так что при протекании тока по виткам катушки рассеяния магнитного потока не происходит. К витку в середине катушки присоединён провод, и собрана цепь, показанная на рисунке слев

Нелинейный шнур

Графики зависимостей F(Δ L) и W(Δ L) упругой силы и энергии деформации нелинейного резинового шнура от его удлинения Δ L изображены на рисунке, представленном ниже. Зависимости F(Δ L) соответствует чёрная линия увеличенной толщины, при этом значения считываются с левой шкалы. Зависимости W(Δ L) соот

Явления при размыкании

В цепях с большой индуктивной нагрузкой ключ часто шунтируют конденсатором (подключают его параллельно ключу), подобно тому как это схематично показано на рисунке ниже. Предлагается рассмотреть две цепи, собранные по схеме, показанной на рисунке: в первой ключ зашунтирован, а во второй - нет. В обеи

Треугольник-звезда

(7 баллов) Черников Ю. А. Известно, что любая схема, с тремя выводными контактами, состоящая из идеальных источников напряжения и резисторов, может быть представлена в виде звезды или треугольника, в ветвях которых стоят идеальные источники питания и сопротивления. Пусть в схеме на рис. 1 известны с