Kirchhoffin laki – ongelmat ja ratkaisut

1. Jos R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω, R3 = 6 Ω, määritä alla olevassa virtapiirissä kulkeva sähkövirta .

Tunnettu:

Vastus 1 (R1) = 2 Ω Kirchhoffin laki – ongelmat ja ratkaisut 1

Vastus 2 (R2 ) = 4 Ω

Vastus 3 (R3 ) = 6 Ω

EMF 1:n lähde (E 1 ) = 9 V

EMF 2:n lähde (E 2 ) = 3 V

Etsitään: Sähkövirta (I)

ratkaisu:

Tämä kysymys liittyy Kirchhoffin lakiin . Kuinka ratkaista tämä ongelma:

Valitse ensin virran suunta. Voit päättää vastakkaisen virran tai suunnan myötäpäivään.

Toiseksi , kun virta kulkee vastuksen (R) läpi, potentiaali pienenee siten, että V = IR on negatiivisen merkkinen. Kolmanneksi , jos virta siirtyy matalasta jännitteestä korkeaan (- jännitteestä +:aan), sähkömagneettisen voiman lähde (E) on positiivisen merkkinen, koska energia latautuu sähkömagneettisen voiman lähteessä. Jos virta siirtyy korkeasta jännitteestä matalaan (+ jännitteestä -:aan), sähkömagneettisen voiman lähde (E) on negatiivisen merkkinen, koska energia tyhjenee sähkömagneettisen voiman lähteessä.

Tässä ratkaisussa virran suunta on sama kuin myötäpäivään pyörimisen suunta.

– IR 1 + E 1 – IR 2 – IR 3 – E 2 = 0

– 2 I + 9 – 4 I – 6 I – 3 = 0

– 12 I + 6 = 0

– 12 I = – 6

Minä = -6 / -12

I = 0.5 XNUMX

Piirissä kulkee 0.5 A:n sähkövirta. Positiivinen sähkövirta tarkoittaa, että sähkövirran suunta on sama kuin myötäpäivään pyörimissuunta. Jos sähkövirta on negatiivinen, sähkövirta on vastakkaiseen suuntaan kuin myötäpäivään.

2. Määritä alla olevan kuvan mukaisessa virtapiirissä kulkeva sähkövirta.

ratkaisu:Kirchhoffin laki – ongelmat ja ratkaisut 2

Tässä ratkaisussa virran suunta on sama kuin myötäpäivään pyörimisen suunta.

-20 - 5I -5I - 12 - 10I = 0

-32 – 20I = 0

-32 = 20I

Minä = -32 / 20

I = -1.6 A

Koska sähkövirta on negatiivinen, sähkövirran suunta on itse asiassa vastakkainen myötäpäivään nähden. Sähkövirran suunta ei ole sama kuin arvioitu.

3. Määritä alla olevan kuvan mukaisessa virtapiirissä kulkeva sähkövirta.

ratkaisu:Kirchhoffin laki – ongelmat ja ratkaisut 3

Tässä ratkaisussa virran suunta on sama kuin myötäpäivään pyörimisen suunta.

– I – 6I + 12 – 2I + 12 = 0

-9I + 24 = 0

-9I = -24

I = 24/9

I = 8 / 3 A

4. Sähköpiiri koostuu neljästä vastuksesta, R1 = 12 ohmia, R2 = 12 ohmia, R3 = 3 ohmia ja R4 = 6 ohmia, jotka on kytketty sähkömoottorilähteeseen E1 = 6 volttia, E2 = 12 volttia. Määritä piirissä kulkeva sähkövirta alla olevan kuvan mukaisesti.

Tunnettu:Kirchhoffin laki – ongelmat ja ratkaisut 4

Vastus 1 (R1 ) = 12 Ω

Vastus 2 (R2 ) = 12 Ω

Vastus 3 (R3 ) = 3 Ω

Vastus 4 (R4 ) = 6 Ω

EMF 1:n lähde (E 1 ) = 6 volttia

EMF 2:n lähde (E 2 ) = 12 volttia

Etsitään: Sähkövirta kulkee piirissä (I)

ratkaisu:

Vastus 1 ( R1 ) ja vastus 2 ( R2 ) on kytketty rinnan. Vastaava vastus:

1/R12 = 1/R1 + 1/R2 = 1/12 + 1/12 = 2/12

R 12 = 12/2 = 6 Ω

Tässä ratkaisussa virran suunta on sama kuin myötäpäivään pyörimisen suunta.

– 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

I = -6/-15

I = 2/5 A

5. Määritä virtapiirissä kulkeva sähkövirta alla olevan kuvan mukaisesti.

Tunnettu:Kirchhoffin laki – ongelmat ja ratkaisut 5

Vastus 1 (R1 ) = 10 Ω

Vastus 2 (R2 ) = 6 Ω

Vastus 3 (R3 ) = 5 Ω

Vastus 4 (R4 ) = 20 Ω

EMF 1:n lähde (E 1 ) = 8 volttia

EMF 2:n lähde (E 2 ) = 12 volttia

Etsitään: Piirissä kulkeva sähkövirta

ratkaisu:

Vastus 3 ( R3 ) ja vastus 4 ( R4 ) on kytketty rinnan. Vastaava vastus:

1/R34 = 1/R3 + 1/R4 = 1/5 + 1/20 = 4/20 + 1/20 = 5/20

R 34 = 20/5 = 4 Ω

Tässä ratkaisussa virran suunta on sama kuin myötäpäivään pyörimisen suunta.

– IR 1 – IR 2 – E 1 – IR 34 + E 2 = 0

– 10I – 6I – 8 – 4I + 12 = 0

– 10I – 6I – 4I = 8 – 12

– 20 Minä = – 4

I = -4/-20

I = 1/5 A

I = 0.2 A

6. Määritä virtapiirissä kulkeva sähkövirta alla olevan kuvan mukaisesti.

Tunnettu:Kirchhoffin laki – ongelmat ja ratkaisut 6

Vastus 1 (R1 ) = 1 Ω

Vastus 2 (R2 ) = 6 Ω

Vastus 3 (R3 ) = 6 Ω

Vastus 4 (R4 ) = 4 Ω

EMF 1:n lähde (E 1 ) = 12 volttia

EMF 2:n lähde (E 2 ) = 6 volttia

Etsitään: Piirissä kulkeva sähkövirta

ratkaisu:

Vastus 1 ( R1 ) ja vastus 2 ( R2 ) on kytketty rinnan. Vastaava vastus:

1/R12 = 1/R1 + 1/R2 = 1/1 + 1/6 = 6/6 + 1/6 = 7/6

R12 = 6/7 Ω

Virran suunta on sama kuin myötäpäivään pyörimisen suunta.

E 1 – IR 12 – E 2 – IR 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

Minä = 42/76

I = 0.5 A

Jätä kommentti