Kirchhoffi II seaduse näide

5 näidet juriidilistest küsimustest 2 Kirchhoff

Uurige ka Kirchhoffi seaduse materjali ja Kirchhoffi seaduste arutelu

1. Elektriahel koosneb neljast takistist, millest igaühe R on₁= 6 oomi, R₂ = 6 oomi, R₃ = 9 oomi ja R₄ = 3 oomi, mis on ühendatud E-ga₁= 6 volti, E₂ = 12 volti, nagu on näidatud järgmisel pildil. Elektrivool mis voolab, on…

A. 1/5 A
B. 2/5 A
C. 3/5 A
D. 4/5 A
E. 1 A

Arutelu

On teada, et:
Takisti 1 (R₁) = 6 Ω
Takisti 2 (R₂) = 6 Ω
Takisti 3 (R₃) = 9 Ω
Takisti 4 (R₄) = 3 Ω
Elektromotoorjõu 1 allikas (E₁) = 6 volti
Elektromotoorjõu 2 allikas (E₂) = 12 volti
Küsis: Vooluahelas voolav vool (I)
Vastus:

Takisti 1 (R₁) ja takisti 2 (R₂) paralleelselt ühendatud. Asendustakisti on:
1 / R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂ = 1/6 + 1/6 = 2/6
R₁₂ = 6/2 = 3 Ω

Selle probleemi lahendamise sammud:

Esiteks, vali endale sobiv praegune suund. Saad valida vastupäeva või päripäeva.

Teiseks, kui vool läbib takistust või takistit (R), väheneb potentsiaal nii, et V = IR on negatiivne.

Kolmandaks, kui vool liigub madalalt potentsiaalilt kõrgele (- potentsiaalilt + poole), siis on EJ allikas (E) märgitud positiivseks, kuna EJ allikas laeb energiat. Kui vool liigub kõrgelt potentsiaalilt madalale (+ potentsiaalile - poole), siis on EJ allikas (E) märgitud negatiivseks, kuna EJ allikas tühjeneb energiat.

Selle probleemi lahendamisel valitakse voolu suund päripäeva.

- IR₁₂ - E₁ – IR₃ – IR₄ + E₂ = 0
– 3I – 6 – 9I – 3I + 12 = 0
– 3I – 9I – 3I = 6 – 12
– 15I = – 6
Ma = -6 /-15
I = 2/5 amprit

2. Vaata allolevat takisti paigutuse pilti! Läbiva takisti R suurusjärk₃ on…

Arutelu

On teada:

R₁ = 4 Ω

R₂ = 4 Ω

R₃ = 8 Ω

Küsis: I₃

Vastus:

Elektrivoolu suund elektriahelad di Ülemine suund on sama mis kellaosutite suund, kõrgest potentsiaalist madala potentsiaalini.

Esiteks, arvutage asendustakisti (R). Seejärel arvutage voolutugevus, kasutades Ohmi seaduse valem I = V / R

Asendustakisti:
Arvutage ülaltoodud vooluringis olev asendustakisti.
Takisti R₁ ja takisti R₂ paralleelselt paigutatud. Asendustakisti on:
1 / R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂ = 1/4 + 1/4 = 2/4
R₁₂ = 4/2 = 2 Ω
Takisti R₁₂ ja takisti R₃ järjestikku ühendatud. Asendustakisti on:
R = R₁₂ + R₃ = 2 + 8 = 10 Ω
Akust väljuv vool :
I = V / R = 40/10 = 4 amprit

Kirchhoffi esimene seadus väidab, et oksa siseneva elektrivoolu hulk on sama suur kui oksast väljuva elektrivoolu hulk. Kirchhoffi esimese seaduse põhjal järeldub, et kui patareist väljuv elektrivool on 4 amprit, siis on läbi ab läbiva elektrivoolu tugevus 4 amprit ja samamoodi on läbi bc läbiva elektrivoolu tugevus 4 amprit.

3. Vaata alloleval pildil olevat elektriahelat. Arvuta I₁, I₂ ja mina₃.

Arutelu

Elektrivool liigub kõrge potentsiaaliga küljelt madala potentsiaaliga küljele; elektrivool liigub positiivsest klemmist eemale negatiivse klemmi suunas. Seetõttu valitakse voolu suund I.₁ ja mina₂ nagu pildil, samal ajal kui voolu suund I₃ valitud juhuslikult.

Esiteks, rakendage hargnemispunktis Kirchhoffi esimest seadust

I₃ = I₁ + I₂ .......... võrrand 1

Teiseks, rakenda Kirchhoffi teist seadust tsüklile 1 (vasak tsükkel)

32–4 l₁ – 10 l₃ = 0

8 – Mina₁ – 2,5 l₃ = 0

.......... võrrand 2

Kolmandaks, rakenda Kirchhoffi teist seadust tsüklile 2 (parempoolne tsükkel)

15–5 l₂ – 10 l₃ = 0

3 – Mina₂ – 2 l₃ = 0

.......... võrrand 3

Asendage võrrandid 2 ja 3 võrrandiga 1:

Negatiivne märk tähendab suunda I₂ vastupidine ülaltoodud suunavalikule.

4. Elektriahel koosneb neljast takistist, millest igaühe R on₁ = 12 oomi, R₂ = 12 oomi, R₃ = 3 oomi ja R₄ = 6 oomi, mis on ühendatud E-ga₁ = 6 volti, E₂ = 12 volti, nagu on näidatud järgmisel pildil. Voolav elektrivool on….

A. 1/5 A
B. 2/5 A
C. 3/5 A
D. 4/5 A
E. 1 A

Arutelu
On teada, et:
Takisti 1 (R₁) = 12 Ω
Takisti 2 (R₂) = 12 Ω
Takisti 3 (R₃) = 3 Ω
Takisti 4 (R₄) = 6 Ω
Elektromotoorjõu 1 allikas (E₁) = 6 volti
Elektromotoorjõu 2 allikas (E₂) = 12 volti
Otsitakse: vooluahelas voolava voolu tugevust (I)
Vastus:

See ülesanne on seotud Kirchhooffi seadusega. Sammud ja kuidas seda ülesannet lahendada:
Esmalt vali eelistatud voolusuund. Saad valida vastupäeva või päripäeva.
Teiseks, kui vool läbib takistust või takistit (R), väheneb potentsiaal nii, et V = IR on negatiivne.
Kolmandaks, kui vool liigub madalalt potentsiaalilt kõrgele (- potentsiaalilt + poole), siis märgitakse EJ allikas (E) positiivseks, kuna EJ allikas on energiaga täidetud. Kui vool liigub kõrgelt potentsiaalilt madalale (+ potentsiaalile - poole), siis märgitakse EJ allikas (E) negatiivseks, kuna EJ allikas toimub energia tühjenemine.

Takisti 1 (R₁) ja takisti 2 (R₂) paralleelselt ühendatud. Asendustakisti on:
1 / R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂ = 1/12 + 1/12 = 2/12
R₁₂ = 12/2 = 6 Ω

Selle probleemi lahendamisel valitakse voolu suund päripäeva.
– IR₁₂ - E₁ – IR₃ – IR₄ + E₂ = 0
– 6 I – 6 – 3I – 6I + 12 = 0
– 6I – 3I – 6I = 6 -12
– 15I = – 6
Ma = -6/-15
I = 2/5 amprit

Ahelas voolav elektrivool on 2/5 amprit. Positiivne elektrivool näitab, et elektrivoolu suund on ootuspärane ehk päripäeva.
Õige vastus on B.

5. Vaata järgmist elektriahelat! Ahelas voolava elektrivoolu suurus (I) on….

A. 0,1 A
B. 0,2 A
C. 0,5 A
D. 1,0 A
E. 5,0 A

Arutelu
On teada, et:
Takisti 1 (R₁) = 10 Ω
Takisti 2 (R₂) = 6 Ω
Takisti 3 (R₃) = 5 Ω
Takisti 4 (R₄) = 20 Ω
Elektromotoorjõu 1 allikas (E₁) = 8 volti
Elektromotoorjõu 2 allikas (E₂) = 12 volti
Otsitakse: vooluahelas voolava voolu tugevust (I)
Vastus:
Takisti 3 (R₃) ja takisti 4 (R₄) paralleelselt ühendatud. Asendustakisti on:
1 / R₃₄ = 1/R₃ +1/R₄ = 1/5 + 1/20 = 4/20 + 1/20 = 5/20
R₃₄ = 20/5 = 4 Ω

Selle probleemi lahendamisel valitakse voolu suund päripäeva.
– IR₁ – IR₂ - E₁ – IR₃₄ + E₂ = 0
– 10I – 6I – 8 – 4I + 12 = 0
– 10I – 6I – 4I = 8 – 12
– 20I = – 4
Ma = -4/-20
I = 1/5 amprit
I = 0,2 amprit
Ahelas voolav elektrivool on 1/5 amprit. Positiivne elektrivool näitab, et elektrivoolu suund on ootuspärane ehk päripäeva.
Õige vastus on B.