
Az ábrán látható áramkörben egy elhanyagolható belső ellenállású telep található, melynek elektromotoros ereje \(U=10\ \mathrm{V}\). Az ellenállások értéke \(R=10\ \Omega\).
Mekkora az $\mathrm{A}$ és $\mathrm{B}$ pontok közti feszültség?
$U_{\mathrm{AB}}=8\ \mathrm{V}$
A helyes megoldás nem \(U_{\mathrm{AB}}=8 \mathrm{V}\), hanem:
\[U_{\mathrm{AB}}=-8\ \mathrm{V}\]
Ugyanis a galvántelep szimbólumában a hosszabbik szakasz jelöli a pozitív kivezetést:
vagyis az ábrán az alsó pólus a pozitív, azaz a magasabb potenciálú kivezetés. Innen egy képzeletbeli pozitív töltéssel elindulva az áramkörben, az ellenállásokon áthaladva egyre esik a potenciál, csökken a pozitív töltés potenciális energiája, amiből Joule-hő fejlődés lesz az ohmikus ellenállásokon. Emiatt a \(\mathrm{B}\) pont magasabb potenciálon van, mint az \(\mathrm{A}\) pont, hiszen az \(\mathrm{A}\) pont a potenciálesések sorában "később" van. A feszültség definíciója szerint:
\[U_{\mathrm{AB}}=U_{\mathrm{A}}-U_{\mathrm{B}}\]
Egy alacsonyabb \(U_{\mathrm{A}}\) értékből kivonva egy magasabb \(U_{\mathrm{B}}\) értéket, az eredmény előjel biztosan negatív lesz.
Egyébként \(U_{\mathrm{BA}}=8\ \mathrm{V}\), de a feladat nem ezt kérdezte, hanem "az $\mathrm{A}$ és $\mathrm{B}$ pontok közti feszültséget", ami \(U_{\mathrm{AB}}\) feszültséget jelenti.
A kapcsolást célszerű átrajzolni, hogy pontosabban lehessen látni, melyik ellenállások vannak egymással sorosan, illetve párhuzamosan kapcsolva. Ez azonban nem szükségszerű, hiányáért nem jár pontlevonás:

Az eredő ellenállás felírása és kiszámítása:
3 pont
(bontható)
Az eredő ellenállás
\[R_{\mathrm{e}}=R_1+R_{234}\]
ahol \(R_{234}\) az \(R_2\), az \(R_3\) és az \(R_4\) ellenállások eredője:
\[\frac{1}{R_{234}}=\frac{1}{R_3}+\frac{1}{R_2+R_4}\]
ebből
\[R_{234}=6,7\ \Omega\]
ebből
\[R_{\mathrm{e}}=16,7\ \Omega\]
Az \(R_{\mathit{1}}\) ellenálláson eső feszültség meghatározása:
2 pont
(bontható)
Az egyes ellenállásokon eső feszültség arányos az ellenállások értékeivel:
\[\frac{U_1}{R_1}=\frac{U}{R_{\mathrm{e}}}\]
\[U_1=6\ \mathrm{V}\]
Az \(R_{\mathit{3}}\), illetve az \(R_{\mathit{2}}\) és \(R_{\mathit{4}}\) ellenállásokon eső feszültség meghatározása:
2 pont
(bontható)
Az egyes ellenállásokon eső feszültség arányos az ellenállások értékeivel:
\[\frac{U_3}{R_{234}}=\frac{U_{24}}{R_{234}}=\frac{U}{R_{\mathrm{e}}}\]
\[U_{24}=4\ \mathrm{V}\]
Az \(R_{\mathit{2}}\) ellenálláson eső feszültség meghatározása:
1 pont
Az \(R_2\) ellenálláson az \(U_{24}\) feszültség fele esik, tehát
\[U_2=\frac{U_{24}}{2}\]
\[U_2=2\ \mathrm{V}\]
A keresett feszültség kiszámítása:
2 pont
\[U_{\mathrm{AB}}=U_1+U_2\]
\[U_{\mathrm{AB}}=8\ \mathrm{V}\]
Összesen: 10 pont