Bài 2:
Cho mạch điện như hình vẽ.
Biết UAB = 10 V không đổi, vôn kế có điện trở rất lớn; R1 = 4 Ω, R2 = 8 Ω, R3 = 10 Ω, R4 là một biến trở đủ lớn.
a) Biết vôn kế chỉ số 0. Tính R4.
b) Biết UCD = 2V. Tính R4 .
c) Thay vôn kế bằng ampe kế có điện trở không đáng kể, dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D. Tính R4 để số chỉ của ampe kế là 400 mA.
a)Vôn kế chỉ số 0\(\Rightarrow\left(R_1ntR_2\right)//\left(R_3ntR_4\right)\)
Xét tỉ lệ: \(\dfrac{R_1}{R_3}=\dfrac{R_2}{R_4}\Rightarrow\dfrac{4}{10}=\dfrac{8}{R_4}\Rightarrow R_4=20\Omega\)
b)\(U_{CD}=2V\)
\(I_1=I_2=\dfrac{U_{AB}}{R_1+R_2}=\dfrac{10}{4+8}=\dfrac{5}{6}A\)
\(\left(R_1//R_3\right)nt\left(R_2//R_4\right)\) \(\)
Xét đoạn mạch AC: \(U_3=U_1+U_{CD}\)
\(I_3=I_4\Rightarrow I_3\cdot R_3=I_1\cdot R_1+U_{CD}\Rightarrow I_3=\dfrac{\dfrac{5}{6}\cdot4+2}{10}=\dfrac{8}{15}A\)
Mà \(U_3+U_4=U_{AB}\Rightarrow I_3\cdot R_3+I_4\cdot R_4=U_{AB}\)
\(\Rightarrow\dfrac{8}{15}\cdot10+\dfrac{5}{6}\cdot R_4=10\Rightarrow R_4=5,6\Omega\)
c)\(I_A=400mA=0,4A\)
\(I_1=I_2+I_A=I_2+0,4\left(A\right)\)
Ta có: \(U_1+U_2=U_{AB}\Rightarrow I_1\cdot R_1+I_2\cdot R_2=U_{AB}\)
\(\Rightarrow\left(I_2+0,4\right)\cdot4+I_2\cdot8=10\Rightarrow I_2=0,7A\)
\(\Rightarrow I_1=0,7+0,4=1,1A\)
\(U_{AD}=I_3\cdot R_3\Rightarrow I_3=\dfrac{U_{AD}}{R_3}=\dfrac{I_1\cdot R_1}{R_3}=\dfrac{1,1\cdot4}{10}=0,44A\)
\(\Rightarrow I_4=I_3+I_A=0,44+0,4=0,84A\)
Mà \(U_{CB}=I_2\cdot R_2=I_4\cdot R_4\)
\(\Rightarrow0,7\cdot8=0,84\cdot R_4\Rightarrow R_4=\dfrac{20}{3}\Omega\)