Νόμος Kirchhoff – προβλήματα και λύσεις

1. Αν R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω, R3 = 6 Ω, να προσδιορίσετε τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος στο παρακάτω κύκλωμα.

Γνωστό:

Αντίσταση 1 (Δ)1) = 2 Ω Νόμος του Kirchhoff – προβλήματα και λύσεις 1

Αντίσταση 2 (R2 ) = 4 Ω

Αντίσταση 3 (R3 ) = 6 Ω

Πηγή ΗΕΔ 1 (E 1 ) = 9 V

Πηγή ΗΕΔ 2 (E 2 ) = 3 V

Ζητείται: Ηλεκτρικό ρεύμα (I)

Λύση:

Αυτό το ερώτημα σχετίζεται με τον νόμο του Kirchhoff . Πώς να λύσετε αυτό το πρόβλημα:

Αρχικά , επιλέξτε την κατεύθυνση του ρεύματος. Μπορείτε να επιλέξετε το αντίθετο ρεύμα ή την κατεύθυνση δεξιόστροφα.

Δεύτερον , όταν το ρεύμα διαπερνά την αντίσταση (R) υπάρχει μείωση του δυναμικού έτσι ώστε V = IR να έχει αρνητικό πρόσημο. Τρίτον , εάν το ρεύμα μετακινείται από χαμηλή σε υψηλή τάση (- προς +), τότε η πηγή της ΗΕΔ (E) έχει θετική πρόσημο λόγω της φόρτισης ενέργειας στην πηγή ΗΕΔ. Εάν το ρεύμα μετακινείται από υψηλή σε χαμηλή τάση (+ προς -), τότε η πηγή της ΗΕΔ (E) έχει αρνητικό πρόσημο λόγω της εκκένωσης ενέργειας στην πηγή ΗΕΔ.

Σε αυτή τη λύση, η κατεύθυνση του ρεύματος είναι η ίδια με την κατεύθυνση περιστροφής δεξιόστροφα.

– IR 1 + E 1 – IR 2 – IR 3 – E 2 = 0

– 2 Εγώ + 9 – 4 Εγώ – 6 Εγώ – 3 = 0

– 12 I + 6 = 0

– 12 Ι = – 6

Ι = -6 / -12

Ι = 0.5

Η ροή ηλεκτρικού ρεύματος στο κύκλωμα είναι 0.5 A. Το ηλεκτρικό ρεύμα με θετικό πρόσημο σημαίνει ότι η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος είναι η ίδια με την κατεύθυνση περιστροφής δεξιόστροφα. Εάν το ηλεκτρικό ρεύμα είναι αρνητικό, τότε το ηλεκτρικό ρεύμα είναι αντίθετο από την δεξιόστροφη κατεύθυνση.

2. Προσδιορίστε το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει στο κύκλωμα όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Λύση:Νόμος του Kirchhoff – προβλήματα και λύσεις 2

Σε αυτή τη λύση, η κατεύθυνση του ρεύματος είναι η ίδια με την κατεύθυνση περιστροφής δεξιόστροφα.

-20 – 5I -5I – 12 – 10I = 0

-32 – 20I = 0

-32 = 20I

Ι = -32 / 20

Ι = -1.6 Α

Επειδή το ηλεκτρικό ρεύμα είναι αρνητικό, η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος είναι στην πραγματικότητα αντίθετη από την δεξιόστροφη κατεύθυνση. Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος δεν είναι η ίδια με την εκτιμώμενη.

3. Προσδιορίστε το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει στο κύκλωμα όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Λύση:Νόμος του Kirchhoff – προβλήματα και λύσεις 3

Σε αυτή τη λύση, η κατεύθυνση του ρεύματος είναι η ίδια με την κατεύθυνση περιστροφής δεξιόστροφα.

– I – 6I + 12 – 2I + 12 = 0

-9I + 24 = 0

-9I = -24

Ι = 24 / 9

Ι = 8 / 3 Α

4. Ένα ηλεκτρικό κύκλωμα αποτελείται από τέσσερις αντιστάσεις, R1 = 12 Ohm, R2 = 12 Ohm, R3 = 3 Ohm και R4 = 6 Ohm, οι οποίες συνδέονται με μια πηγή ηΕΔ E1 = 6 Volt, E2 = 12 Volt. Προσδιορίστε το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει στο κύκλωμα όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Γνωστό:Νόμος του Kirchhoff – προβλήματα και λύσεις 4

Αντίσταση 1 (R1 ) = 12 Ω

Αντίσταση 2 (R2 ) = 12 Ω

Αντίσταση 3 (R3 ) = 3 Ω

Αντίσταση 4 (R4 ) = 6 Ω

Πηγή ΗΕΔ 1 (E 1 ) = 6 Βολτ

Πηγή ΗΕΔ 2 (E 2 ) = 12 Βολτ

Ζητείται: Το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει στο κύκλωμα (I)

Λύση:

Η αντίσταση 1 ( R1 ) και η αντίσταση 2 ( R2 ) είναι συνδεδεμένες παράλληλα. Η ισοδύναμη αντίσταση:

1/R 12 = 1/R 1 + 1/R 2 = 1/12 + 1/12 = 2/12

R12 = 12/2 = 6 Ω

Σε αυτή τη λύση, η κατεύθυνση του ρεύματος είναι η ίδια με την κατεύθυνση περιστροφής δεξιόστροφα.

– IR 12 – E 1 – IR 3 – IR 4 + E 2 = 0

– 6 I – 6 – 3I – 6I + 12 = 0

– 6I – 3I – 6I = 6 -12

– 15I = – 6

Ι = -6/-15

Ι = 2/5 Α

5. Προσδιορίστε το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει στο κύκλωμα όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Γνωστό:Νόμος του Kirchhoff – προβλήματα και λύσεις 5

Αντίσταση 1 (R1 ) = 10 Ω

Αντίσταση 2 (R2 ) = 6 Ω

Αντίσταση 3 (R3 ) = 5 Ω

Αντίσταση 4 (R4 ) = 20 Ω

Πηγή ΗΕΔ 1 (E 1 ) = 8 Βολτ

Πηγή ΗΕΔ 2 (E 2 ) = 12 Βολτ

Ζητείται: Το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει στο κύκλωμα

Λύση:

Η αντίσταση 3 ( R3 ) και η αντίσταση 4 ( R4 ) είναι συνδεδεμένες παράλληλα. Η ισοδύναμη αντίσταση:

1/R 34 = 1/R 3 + 1/R 4 = 1/5 + 1/20 = 4/20 + 1/20 = 5/20

R34 = 20/5 = 4 Ω

Σε αυτή τη λύση, η κατεύθυνση του ρεύματος είναι η ίδια με την κατεύθυνση περιστροφής δεξιόστροφα.

– IR 1 – IR 2 – E 1 – IR 34 + E 2 = 0

– 10I – 6I – 8 – 4I + 12 = 0

– 10I – 6I – 4I = 8 – 12

– 20 Ι = – 4

Ι = -4/-20

Ι = 1/5 Α

I = 0.2 Α

6. Προσδιορίστε το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει στο κύκλωμα όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Γνωστό:Νόμος του Kirchhoff – προβλήματα και λύσεις 6

Αντίσταση 1 (R1 ) = 1 Ω

Αντίσταση 2 (R2 ) = 6 Ω

Αντίσταση 3 (R3 ) = 6 Ω

Αντίσταση 4 (R4 ) = 4 Ω

Πηγή ΗΕΔ 1 (E 1 ) = 12 Βολτ

Πηγή ΗΕΔ 2 (E 2 ) = 6 Βολτ

Ζητείται: Το ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει στο κύκλωμα

Λύση:

Η αντίσταση 1 ( R1 ) και η αντίσταση 2 ( R2 ) είναι συνδεδεμένες παράλληλα. Η ισοδύναμη αντίσταση:

1/R 12 = 1/R 1 + 1/R 2 = 1/1 + 1/6 = 6/6 + 1/6 = 7/6

R12 = 6/7 Ω

Η κατεύθυνση του ρεύματος είναι η ίδια με την κατεύθυνση περιστροφής δεξιόστροφα.

E 1 – I R 12 – E 2 – I R 4 – IR 3 = 0

12 – (6/7)I – 6 – 4I – 6I = 0

12 – 6 – (6/7)I – 4I – 6I = 0

6 – (6/7)I – 10I = 0

6 = (6/7)I + 10I

6 = (6/7)I + (70/7)I

6 = (76/7)I

(6)(7) = 76I

42 = 76I

Ι = 42/76

I = 0.5 Α

Αφήστε ένα σχόλιο