兩個電導體的並聯電阻為\( 12 \Omega \),串聯電阻為\( 50 \Omega \)。求每個電導體的電阻。
已知:
兩個導體的電阻:
並聯 = $ 12 \Omega $
串聯 = $ 50 \Omega $
求解:每個導體的電阻。
解
設$R_1$和$R_2$是兩個導體的電阻。
根據題意,
當兩個導體的電阻串聯時,總電阻為:
$R_T=R_1+R_2$
$50=R_1+R_2$ ----------------(i)
當兩個導體的電阻並聯時,總電阻為:
$\frac {1}{R_T}=\frac {1}{R_1}+\frac {1}{R_2}$
$\frac {1}{12}=\frac {1}{R_1}+\frac {1}{R_2}$
$\frac {1}{12}=\frac {R_2+R_1}{R_1\times R_2}$
$12=\frac {R_1\times R_2}{R_2+R_1}$ ---------------(ii)
將(i)式中的$R_1+R_2$的值代入上式,得到:
$\frac {R_1\times R_2}{50}=12$
$R_1\times {R_2}=600$ ---------------(iii)
將(i)式中的$R_2$的值代入(iii)式,得到一個二次方程
$R_1\times ({50-R_1})=600$ $[根據\ (i)\ 式\ 可得\ (R_2=50-R_1)]$
$50R_1-R_1^2=600$
$R_1^2-50R_1+600=0$
$R_1^2-20R_1-30R_1+600=0$
$R_1(R_1-20)-30(R_1-20)=0$
$(R_1-30)(R_1-20)=0$
$(R_1-30)=0\Rightarrow R_1=30$
$(R_1-20)=0\Rightarrow R_1=20$
我們得到$R_1$的兩個值,一個是30,另一個是20。
現在,將$R_1=30$代入(i)式,得到:
$50=30+R_2$
$R_2=50-30$
$R_2=20$
如果我們將$R_1=20$代入(i)式,得到:
$R_2=30$
因此,我們可以看到$R_1$和$R_2$可以互換地取$ 20 \Omega $或$ 30 \Omega $。
所以,一個導體的電阻為$ 20 \Omega $,另一個導體的電阻為$ 30 \Omega $。
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