ID: 00017066
На рисунке показана электрическая цепь, содержащая источник тока (с внутренним сопротивлением), два резистора, конденсатор, ключ K, а также амперметр и идеальный вольтметр (см. рисунок). В начальный момент ключ замкнут. Как изменятся показания амперметра и вольтметра в результате размыкания ключа K?
Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.
Источник: Сборник Гиголо
Это та же цепь, что и раньше, только теперь мы идём в обратную сторону — не замыкаем, а размыкаем ключ. Снова главный герой — конденсатор, который постоянный ток не пропускает. Уберём ключ — и единственный оставшийся путь для тока упрётся в конденсатор. Закон Ома для полной цепи подскажет, что станет с вольтметром.
Ключ замкнут — есть замкнутый путь в обход конденсатора, по цепи идёт ток I\neq0. Амперметр показывает этот ток. На внутреннем сопротивлении теряется Ir, поэтому вольтметр показывает U=\varepsilon-Ir, то есть меньше ЭДС.
Размыкая ключ, мы разрываем единственный путь, по которому шёл постоянный ток: остаётся лишь ветвь с конденсатором, а через него постоянный ток не течёт. Поэтому ток в цепи прекращается, I=0 — амперметр показывает ноль.
Раз тока нет, то и падения напряжения на внутреннем сопротивлении нет (Ir=0). По закону Ома для полной цепи U=\varepsilon-Ir=\varepsilon. Идеальный вольтметр через себя ток не пропускает, поэтому он показывает напряжение на клеммах источника, равное полной ЭДС. Значит, его показания возрастут.
Ответ: после размыкания ключа амперметр будет показывать нулевой ток, а показания вольтметра увеличатся и станут равны ЭДС источника \varepsilon.
Амперметр станет показывать нулевой ток; показания вольтметра увеличатся и станут равны ЭДС источника.