Một dây dẫn đồng chất, tiết diện đều có điện trở $R_{0}$ được uốn và hàn thành vòng tròn kín với A và B là hai đầu của một đường kính vòng tròn đó.

Bài 17.9 (VD): Một dây dẫn đồng chất, tiết diện đều có điện trở $R_{0}$ được uốn và hàn thành vòng tròn kín với A và B là hai đầu của một đường kính vòng tròn đó.

a) Gọi M và N là hai đầu của một đường kính khác của vòng dây sao cho MN vuông góc với AB. Nổi M và N bởi một đoạn dây dẫn có điện trở không đáng kể. Tính điện trở của đoạn mạch AB theo $R_{0}$

b) Bây giờ không nối tắt giữa M và N như câu a mà người ta dùng một khung dây dẫn kín có dạng một tam giác đều CDE có điện trở không đáng kể mà ba đỉnh luôn tiếp xúc và có thể xoay trượt trên đường tròn (Hình 17.3). Tỉnh điện trở lớn nhất và nhỏ nhất của đoạn mạch AB theo $R_{0}$

Hình 17.3


a) Cấu trúc đoạn mạch AB: ($R_{AM}$//$R_{AN}$)nt($R_{MB}$//$R_{NB}$)

Ta có: $R_{AM}$= $R_{AN}$= $R_{MB}$= $R_{NB}$= $\frac{R_{0}}{4}$

=> $R_{AB}$=$\frac{R_{0}}{4}$

b) Điện trở của các cung tròn CD, DE và EC bằng $\frac{R_{0}}{3}$

Gọi $R_{AC}$=x; $R_{DB}$=y

=> $\left\{\begin{matrix}R_{AE}=\frac{R_{0}}{3}-x\\ R_{EB}=\frac{R_{0}}{3}-y\end{matrix}\right.$

Điện trở đoạn mạch AB:

$R_{AB}$=$\frac{R_{AE}.R_{AC}}{R_{AE}+R_{AC}}$+$\frac{R_{EB}.R_{DB}}{R_{EB}+R_{DB}}$=$\frac{x(\frac{R_{0}}{3}-x)}{\frac{R_{0}}{3}}$+$\frac{y(\frac{R_{0}}{3}-y)}{\frac{R_{0}}{3}}$=$(x+y)-\frac{3}{R_{0}}[(x+y)^{2}-2xy]$ (*)

Ta có: x+y =$\frac{R_{0}}{2}-\frac{R_{0}}{3}$=$\frac{R_{0}}{6}$

Thay vào phương trình (*), ta được: 

$R_{AB}$=$\frac{R_{0}}{12}+\frac{6xy}{R_{0}}$

Vì x+y=$\frac{R_{0}}{6}$=const nên xy lớn nhất khi x=y=$\frac{R_{0}}{12}$

=> $R_{AB_{max}}$=$\frac{R_{0}}{8}$,

=> $R_{AB_{min}}$=$\frac{R_{0}}{12}$ khi x hoặc y bằng 0


Giải những bài tập khác

Bình luận

Giải bài tập những môn khác