Problem P. 5334. (May 2021)

P. 5334. Rudy, who loves physical experimentation, received an electronics kit for his birthday. He immediately assembled the circuit shown in the figure. The internal resistance of the current source of voltage \(\displaystyle U = 30\) V is negligible, and the totally alike voltmeters and the totally alike ammeters are considered ideal. The magnitude of the resistances is \(\displaystyle R = 50~\Omega\).

\(\displaystyle a)\) What are the readings on the meters?

\(\displaystyle b)\) Then he swapped ammeter 1 for voltmeter 1 and he also swapped ammeter 2 for voltmeter 2. What are the readings on the meters now?

\(\displaystyle c)\) Then he placed back all the meters to their original positions, and then he swapped ammeter 1 for voltmeter 2. What are the readings on the meters in this case?

(5 pont)

Deadline expired on June 15, 2021.

Sorry, the solution is available only in Hungarian. Google translation

Megoldás. \(\displaystyle a)\) Az ideális árammérő rövidzárnak, az ideális feszültségmérő pedig szakadásnak felel meg, tehát a kapcsolás az eredeti elrendezésben az 1. ábrán láthatónak felel meg.

1. ábra

Az ábráról leolvashatjuk, hogy

\(\displaystyle I_1=\frac{U}{2R}=0{,}3~{\rm A}\qquad \text{és}\qquad U_1=0,\qquad U_2=I_1R=\frac{U}{2}=15~{\rm V} ,\qquad I_2=0.\)

\(\displaystyle b)\) A műszerek felcserélése után kialakuló kapcsolás a (2. ábrán) látható.

2. ábra

Látjuk, hogy

\(\displaystyle I_2=0,\qquad I_1=\frac{U}{3R}=0{,}2~{\rm A},\qquad U_1=U_2=I_1R=\frac{U}{3}=10~{\rm V}.\)

\(\displaystyle c)\) A kapcsolás ekkor a 3. ábrának megfelelő:

3. ábra

Ennek megfelelően

\(\displaystyle I_1=I_2=0, \qquad U_1=U_2=U=30~{\rm V}. \qquad \)

Statistics:

25 students sent a solution.
5 points:	Antalóczy Szabolcs, Beke Bálint, Biebel Botond, Bonifert Balázs, Hauber Henrik, Horváth 999 Anikó, Juhász Márk Hunor, Kertész Balázs, Ludányi Levente, Mozolai Bende Bruno, Páhán Anita Dalma, Somlán Gellért, Téglás Panna, Toronyi András, Török 111 László, Varga Vázsony.
4 points:	Fekete András Albert, Horváth 221 Zsóka, Köpenczei Csanád, Mócza Tamás István, Schmercz Blanka.
3 points:	1 student.
2 points:	1 student.
0 point:	2 students.

Problems in Physics of KöMaL, May 2021