Đoạn a:
Cho:
\(R_1 = 30 Ω\)
\(R_2 = 15 Ω\)
\(R_3 = 5 Ω\)
\(R_4 = 8 Ω\)
Dòng đi qua Ampe kế khi K mở, \(I_0 = 0.3 A\)
Cần tìm: Hiệu điện thế \(U_{ab}\) giữa các điểm A và B khi K mở.
Đầu tiên, hãy tính tổng trở của mạch khi K mở:
\[R_{\text{total}} = R_1 + \left(\frac{R_2}{R_3}\right) + R_4\]
\[R_{\text{total}} = 30 + \left(\frac{15 \times 5}{15 + 5}\right) + 8\]
\[R_{\text{total}} = 30 + 7 + 8\]
\[R_{\text{total}} = 45 Ω\]
Bây giờ, sử dụng Định luật Ohm, chúng ta có thể tìm hiệu điện thế \(U_{ab}\):
\[U_{ab} = I_0 \times R_{\text{total}}\]
\[U_{ab} = 0.3 \times 45\]
\[U_{ab} = 13.5 V\]
Đoạn b:
Để tìm giá trị của \(R_4\) khi Ampe kế đọc một giá trị cố định, dù K mở hay đóng, dòng đi qua Ampe kế phải giữ nguyên.
Khi K đóng, tổng trở trong mạch phải giống như khi K mở:
\[R_{\text{total}} = R_1 + \left(\frac{R_2}{R_3}\right) + R_4\]
\[R_{\text{total}} = 30 + \left(\frac{15 \times 5}{15 + 5}\right) + R_4\]
\[R_{\text{total}} = 30 + 7 + R_4\]
\[R_{\text{total}} = 37 + R_4\]
Cho rằng dòng đi qua Ampe kế phải giữ nguyên, chúng ta có thể sử dụng công thức \(U=IR\) để tìm giá trị của \(R_4\):
\[U_{ab} = I_0 \times R_{\text{total}}\]
\[U_{ab} = 0.3 \times (37 + R_4)\]
Vì dòng điện không đổi, \(U_{ab}\) cũng phải giữ nguyên như 13.5V từ phần a:
\[13.5 = 0.3 \times (37 + R_4)\]
\[13.5 = 11.1 + 0.3R_4\]
\[0.3R_4 = 2.4\]
\[R_4 = 8 Ω\]