Петя взял стрелочный вольтметр, рассчитанный на измерение напряжения не более 8 В, и решил увеличить его предел измерений до 24 В. Для этого Петя припаял к одному из выходов вольтметра дополнительный резистор и переградуировал шкалу прибора, получив тем самым вольтметр с увеличенным внутренним сопротивлением и расширенным диапазоном измерений. То есть, когда вольтметр по старой шкале показывал значение напряжения 8 В, на новой шкале стрелка указывала на деление в 24 В.
1) Если напряжение на последовательно соединённых вольтметре и дополнительном резисторе составляет 24 В, а напряжение на вольтметре составляет 8 В, то чему равно напряжение на резисторе?
2) Если считать, что внутреннее сопротивление вольтметра составляет 2 кОм, то чему равно сопротивление дополнительного резистора, который Петя припаял к вольтметру?
3) Точность изготовления резисторов на заводе составляет ±5%. В каком диапазоне может лежать суммарная величина напряжения на резисторе и вольтметре, если вольтметр по старой шкале показывает 4 В? Считайте показания вольтметра по старой шкале точными.
Напишите полное решение этой задачи.
1) Так как вольтметр и резистор соединены последовательно, то общее напряжение на них складывается из суммы напряжений на резисторе и вольтметре. Таким образом, если напряжение на вольтметре составляет 8 В, а общее напряжение 24 В, то напряжение на резисторе составит 16 В.
2) Так как напряжения на резисторе в 2 раза больше, чем на вольтметре, то дополнительный резистор должен обладать сопротивлением в два раза превышающим сопротивление вольтметра, то есть 4 кОм.
3) Если вольтметр показывает 4 В, а его внутреннее сопротивление составляет 2 кОм, то ток, текущий через него, равен 2 мА. Напряжение на дополнительном резисторе есть произведение тока, текущего в цепи, на сопротивление дополнительного резистора. Так как сопротивление резистора лежит в диапазоне (3,8; 4,2) кОм, то напряжение на нём при токе в 2 мА лежит в диапазоне (7,6; 8,4) В. Тогда общее напряжение на вольтметре и резисторе может лежать в диапазоне: (11,6; 12,4) В.
Ответ: 1) 16 В; 2) 4 кОм; 3) 11,6 В < U < 12,4 В.
-------------
Дублирует задание № 1487.Спрятать критерии

