W przedstawionym obwodzie rezystor znajduje się w jednej z gałęzi, a wyłącznik po zamknięciu tworzy drugą ścieżkę przewodzenia o bardzo małej rezystancji. Kluczowe jest zauważenie, że po zamknięciu wyłącznika rezystor zostaje bocznikowany, czyli pojawia się równoległa droga, która w idealnym przybliżeniu jest zwarciem.
W modelu idealnym zamknięty wyłącznik ma rezystancję 0 Ω. Oznacza to, że różnica potencjałów między węzłami, które łączy, dąży do 0 V. Skoro rezystor jest podłączony między tymi samymi węzłami (ma połączenie równoległe z gałęzią wyłącznika), to napięcie na rezystorze także wynosi 0 V. Z prawa Ohma wynika wtedy, że prąd przez rezystor jest równy 0 A. Dlatego poprawne jest stwierdzenie: "Prąd przestanie płynąć przez rezystor."
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "Prąd przez rezystor zwiększy się." To mylenie prądu całkowitego pobieranego ze źródła z prądem w konkretnej gałęzi. Całkowity prąd może wzrosnąć (bo opór zastępczy maleje), ale prąd przez rezystor w idealnym zwarciu spada do zera.
- "Prąd przez rezystor zmniejszy się." W sensie jakościowym "zmniejszy się" brzmi częściowo intuicyjnie, ale odpowiedź jest nieprecyzyjna względem modelu idealnego. W idealnym przypadku prąd nie tylko maleje, lecz zanika całkowicie (0 A), więc poprawna jest odpowiedź o ustaniu przepływu.
- "Prąd przez rezystor pozostanie taki sam." Byłoby to prawdą tylko wtedy, gdyby napięcie na rezystorze nie zmieniło się po przełączeniu. Tymczasem zamknięcie wyłącznika zmienia warunki obwodu: zaciski rezystora zostają praktycznie zwarte, więc napięcie na nim znika, a wraz z nim prąd.
Uwaga praktyczna: w realnym układzie wyłącznik i przewody mają niezerową rezystancję, więc prąd przez rezystor może nie być idealnie równy zeru, ale zwykle jest pomijalnie mały w porównaniu z prądem płynącym przez gałąź o mniejszej rezystancji.
