Дано:
R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R = 5 кОм = 5000 Ом
U = 220 В
I - ?
Нужно постепенно упрощать схему:
1) Смотрим участок параллельного соединения резисторов R1-R4. Разобьём его на два простых: участок с последовательным соединением резисторов R1 и R2, и участок с последовательным соединением резисторов R3 и R4. Найдём общее сопротивление на каждом из участков:
R12 = R1 + R2 = R + R = 2R
R34 = R3 + R4 = R + R = 2R
2) Теперь нужно найти общее сопротивление участка параллельного соединения R12 и R34:
R1-4 = 1/(1/R12 + 1/R34) = 1/(1/2R + 1/2R) = 1/(2/2R) = 1/(1/R) = R
3) Остаётся найти общее сопротивление участка с параллельным соединением R1-4 и R5:
R1-5 = 1/(1/R1-4 + 1/R5) = 1/(1/R + 1/R) = 1/(2/R) = R/2
То есть общее сопротивление цепи равно:
Ro = R1-5 = R/2
Тогда сила тока во всей цепи равна:
I = U/Ro = U/(R/2) = 2U/R = 2*220/5000 = 2*22/500 = 22/250 = 11/125 = 0,088 = 0,09 A = 90 мА
ответ: 90 мА.
Если я правильно понимаю, что а - это длина стороны рамки, как если бы она была квадратом, то:
Дано:
B = 0,017 Тл
I = 2 A
a = 0,3 м
Fa - ?
Укажем направление осей X и Y.
Рассмотрим отдельно вертикальные и горизонтальные составные части проводника. По правилу левой руки определим направление силы Ампера для каждой из частей:
Fa1 - направлена против оси Y
Fa2 - направлена по оси X
Fa3 - направлена по оси Y
Fa4 - направлена против оси X
Распишем модуль каждой силы в соответствии с законом Ампера:
Fa = I*B*L*sinα
Fa1 = I*B*(а/2)*sin90° = I*B*a/2
Fa2 = I*B*a*sin90° = I*B*a
Fa3 = I*B*a*sin90° = I*B*a
Fa4 = I*B*(а/2)*sin90° = I*B*a/2
Найдём равнодействующие сил для каждой из осей:
оХ: Fax = Fa2 - Fa4 = I*B*a - I*B*a/2 = I*B*a/2
oY: Fay = Fa3 - Fa1 = I*B*a - I*B*a/2 = I*B*a/2
Очевидно, что равнодействующая всех сил Ампера направлена под углом в 45° и сонаправлена осям, т.к. горизонтальная и вертикальная равнодействующие равны. При равенстве катетов прямоугольный треугольник получается равнобедренным, а в равнобедренном углы при основании (результирующий вектор) равны. Сумма углов треугольника равна 180°. Между вертикальной и горизонтальной равнодействующей угол в 90°. Тогда углы при основании равны: 2х = 180 - 90 = 90 => 2x = 90 => x = 45°. Найдём результирующую силу Ампера, действующую на проводник:
Fa = √(Fax² + Fay²) = √(I²*B²*a²/2² + I²*B²*a²/2²) = √(2*I²*B²*a²/2²) = I*B*a/√2 = 2*0,017*0,3/√2 = 0,0072124... = 0,007 Н = 7 мН
ответ: 7 мН, направлена под углом 45°.
