НЕСФ 2010, 10. клас — Задача 3. Съпротивление на безкрайни вериги
Национално есенно състезание по физика, Варна, 6 ноември 2010 г. — Тема за 10 клас · 6 ноември 2010 г. · 10 т.
Условие
Ако съпротивлението на всеки единичен клон от безкрайните вериги е показано на Фигура 2, то намерете съпротивлението между точки А и Б за:
а) случая на Фигура 2 а.

[3 т.]
б) случая на Фигура 2 б.

[2 т.]
в) случая на Фигура 2 в.

[5 т.]
Решение
а)
От безкрайността на веригата следва, че ако съпротивлението между точки А и Б е , то добавяйки още един повтарящ се елемент към безкрайната верига, получаваме същото съпротивление между точки А и Б. Тоест, имаме еквивалентна верига (показана на Фигура 2 б) на първоначалната верига (показана на Фигура 2 а)

Математически за съпротивлението между точки А и Б получаваме:
[1т]
От квадратичното уравнение физически смисъл има само положителният корен
[2т]
б)
симетрията на задачата е като на предишната точка, с тази разлика, че сега веригата е безкрайна и в двете направления свежда се лесно до два паралелно свързани резистора, всеки с големина
[2т]
в)
Ако в точка А от веригата приложим положителен потенциал, то от съображение на симетрия, към точка Б ще протича ток от общият ток (Фигура 3а). Аналогично, ако към точка Б приложим отрицателен потенциал, то към точка Б ще протича ток от общият ток (Фигура 3б). Използвайки принципа на суперпозицията и прилагайки едновременно и положителното напрежение към точка А и отрицателното към точка Б, то ще получим ток , който ще протече между точки А и Б Използвайки закона на Ом, имаме или за ефективното съпротивлението между точки А и Б, имаме [5т]

Оригинал в Архива: esenni_2010_10problems.pdf · официални решения: esenni_2010_10solutions.pdf