Al la enhavo
Respondi

Fizika enigmo: N rezistiloj

de Sxak, 2010-aprilo-12

Mesaĝoj: 10

Lingvo: Esperanto

Sxak (Montri la profilon) 2010-aprilo-12 04:11:41

Vi havas N (egalajn!) elektrajn rezistilojn
Vi faris el ili cirkviton. Estu A,B kaj C - 3 punktoj de tiu cirkvito.
Al A kaj B kontaktigu elektran tension je 1 Volto.
Kia minimuma tensio povas esti inter A kaj C? (certe temas pri minimuma tensio pli granda ol 0)

(ŝajne mi ĵus solvis tiun enigmon, kiun mi vidis ĉe unu forumo, sed dume sen pruvo pri la minimumeco)

Miland (Montri la profilon) 2010-aprilo-12 15:15:27

i_AB = 1/R_AB => i_BC = i_AB = 1/R_AB

=> V_BC = i_BC*R_BC = R_BC/R_AB

Ĉar V_BC >0, R_BC = minimume 1 unuo, dum R_AB = maksimume (n-1) unuoj (se la rezistanco de unu rezistilo estu 1 unuo).

Do, V_BC = minimume 1/(N-1) voltoj. Ĉu prave?

Sxak (Montri la profilon) 2010-aprilo-12 15:54:48

Se mi ĝuste komprenis via respondo estas
Miland:
minimume 1/(N-1) voltoj. Ĉu prave?
1/(N-1)?
Eĉ ĉe N=2 via formulo rezultigas 1, sed estas facilege montri cirkviton por 1/2 volto

A--[R]-C-[R]--B
inter a kaj C estos 1/2 volto

Fakte por N=2,3,4 la respondoj estas facile troveblaj, iil estas 1/2,1/3 kaj 1/5. La bildo komencas esti interesa ekde N=5

PS Eble mi malbone formulis: La tasko estas: Faru tian cirkviton, ke la tensio inter A kaj C estu minimuma

Miland (Montri la profilon) 2010-aprilo-12 17:05:56

Mi komprenas - ne necesas ke A, B kaj C troviĝu en tiu ordo. Tamen, kiel vi atingis la solvon 1/5 per 4 rezistiloj? La solvo nun ŝajnas 1/n voltoj, kun la aranĝo A (R) C ([n-1] x R) B.

Sxak (Montri la profilon) 2010-aprilo-12 18:37:17

Miland: Tamen, kiel vi atingis la solvon 1/5 per 4 rezistiloj?
Mi estas malbona desegnisto, sed mi provs desegni tian cirkviton kaj provas kunsendi ĝin...

Sxak (Montri la profilon) 2010-aprilo-12 18:41:20

Kaj jen la dua eblo por N=4, 1/5

Miland (Montri la profilon) 2010-aprilo-12 23:00:12

Dankon, mi komprenas. Evidente kun granda numero de rezistiloj, eblas konstrui multajn kaj tre kompleksajn cirkvitojn.

Ĉu la solvo estas 1/(2N-3) voltoj, kondiĉe ke N>2?

Sxak (Montri la profilon) 2010-aprilo-12 23:43:04

Miland:
Ĉu la solvo estas 1/(2N-3) voltoj, kondiĉe ke N>2?
Por N=5 la solvo estas 1/8 kio estas malpli ol 1/(2n-3)=1/7 ridulo.gif

PS kaj due, estu N=2k, do se vi faros cirkviton el N/2 sinsekvaj kaj N/2 paralelaj rezistiloj (same kiel en la unua mia bildo 3 mesaĝojn pli frue), do vi povos havi la tension 1/(k*k+1), kio en infinito estas malpli ol 1/(2N-3), sed ankaŭ ĝi ne estas la plej bona solvo. En la solvo, kiun i trovis, kaj por kiu mi aŭdis, ke ekzistas pruvo, la dividanto havas eksponentan kreskon

fizikisto (Montri la profilon) 2010-aprilo-29 14:53:13

Mi trovis solvon kun eksponenta kresko - vidu la desegnaĵon. La tuta rezistanco atingas la reciprokon de la ora sekco, do ĉ. 0,618...
La tenso malkreskas kiel la reciproko de la fibonaĉaj nombroj. Per 2*n rezistiloj la tensio estas 1/F_2n:

rezistiloj tensio
-----------------
2 - 1/2
4 - 1/5
6 - 1/13
8 - 1/34
...

Tamen mankas la pruvo, ke tiu estas la minimume atingebla tensio.

Sxak (Montri la profilon) 2010-aprilo-29 15:23:17

fizikisto:
rezistiloj tensio
-----------------
2 - 1/2
4 - 1/5
6 - 1/13
8 - 1/34
...
Jes! Kurtadire Fibonaĉi-nombroj, ankaŭ por neparaj N
fizikisto:
Tamen mankas la pruvo, ke tiu estas la minimume atingebla tensio.
Ankaŭ mi ne scias ĝin.

Reen al la supro