Amperomierz A2 mierzy prąd całkowity dopływający do węzła, w którym obwód rozdziela się na dwie gałęzie równoległe. W połączeniu równoległym napięcie na obu gałęziach jest takie samo, a wartości prądów zależą od rezystancji gałęzi (prawo Ohma) i spełniają I prawo Kirchhoffa: suma prądów gałęzi równa się prądowi dopływającemu.
Lewą gałąź tworzy rezystor R2. Prawa gałąź ma amperomierz A1 oraz rezystor 3R2 połączone szeregowo; idealny amperomierz ma pomijalnie małą rezystancję, więc rezystancja tej gałęzi wynosi w praktyce 3R2. Oznacza to, że gałąź prawa ma trzykrotnie większą rezystancję niż lewa, więc popłynie w niej trzykrotnie mniejszy prąd.
Można to policzyć jako dzielnik prądu:
I(A1) = I(A2) · R(lewa) / (R(lewa) + R(prawa))
Po podstawieniu: R(lewa)=R2, R(prawa)=3R2, I(A2)=0,4 A:
I(A1) = 0,4 A · R2 / (R2 + 3R2) = 0,4 A · 1/4 = 0,1 A
Sprawdzenie (bardzo dobra praktyka egzaminacyjna): skoro prąd w prawej gałęzi to 0,1 A, to w lewej (o 3 razy mniejszej rezystancji) powinno być 0,3 A. Suma prądów gałęzi wynosi 0,1 A + 0,3 A = 0,4 A, czyli dokładnie tyle, ile wskazuje A2, więc wynik jest spójny z I prawem Kirchhoffa.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- 0,4 A oznaczałoby, że prąd w ogóle się nie rozdziela, co przeczy istnieniu dwóch gałęzi równoległych.
- 0,3 A to prąd bardziej prawdopodobny dla gałęzi o mniejszej rezystancji (R2), a nie dla gałęzi z 3R2.
- 0,2 A odpowiadałoby innym proporcjom rezystancji (np. równym gałęziom), których tu nie ma.
Wskazówka: w połączeniu równoległym większa rezystancja → mniejszy prąd. Jeśli jedna gałąź ma 3 razy większą rezystancję, to ma 3 razy mniejszy prąd.
