Pirmoji Kirchhofo taisyklė – uždaviniai ir sprendimai

Pirmoji Kirchhofo taisyklė – problemos ir sprendimai

1. Remiantis toliau pateiktu paveikslėliu, jei I1 ₌ 5A, I2 ₌ 3A, I3 ₌ 6A, tai _I4 = ………

Pirmoji Kirchhofo taisyklė – uždaviniai ir sprendimai 1 sprendimas:

Pirmoji Kirchhofo taisyklė teigia, kad visų į sandūrą įtekančių srovių suma turi būti lygi visų iš sandūros ištekančių srovių sumai.

I1 _ir I2 įvažiuoja į sankryžą, o _I3_ir I4 _išvažiuoja.

Taikykite pirmąją Kirchhoffo taisyklę:

Aš ₁ + Aš ₂ = Aš ₃ + Aš ₄

5 + 3 = 6 + 1 ₄

8 = 6 + 1 ₄

I4 = 8 – ₆

I² = 4 _amperai

2. Jei _I1 = I3 _, tai _I4 =……..

Pirmoji Kirchhofo taisyklė – uždaviniai ir sprendimai 2 Žinomas:

I1 = I3 ₌₂ amperai

I² = 2 _amperai

I5 = 4 _amperai

Ieškoma: I ₄

sprendimas:

I1 _ir I4 įvažiuoja į sankryžą, o _I2_, I3 _ir I5 _išvažiuoja.

Taikykite pirmąją Kirchhoffo taisyklę:

Aš ₁ + Aš ₄ = Aš ₂ + Aš ₃ + Aš ₅

2 + 4 ₌ 3 + 2 + 4

2 + 1 ₄ = 9

I4 = 9 – ₂

I₁ = 7 _amperas

3. Aš ₁ = …….

sprendimas: Pirmoji Kirchhofo taisyklė – uždaviniai ir sprendimai 3

Aš įvažiuoju į sankryžą, o I ₁ , I ₂ ir I ₃ išvažiuoja.

Taikykite pirmąją Kirchhoffo taisyklę:

Aš = _Aš1 + _Aš2 + _Aš3

7 A = ₁ + 1 A + 4 A

7 A = ₁ + 5 A

7 A – 5 A = ₁

I1 = 2 _amperai

4. I2 ₌ ………

Ieškoma: I₂

sprendimas:

I1 įvažiuoja į sankryžą, o _I2_, I3 _ir I4 išvažiuoja_.

Taikykite pirmąją Kirchhoffo taisyklę:

I1 = _I2 + _I3 + _I4

6 = _1² + 3 + 2

6 = _2² + 4

I2 = 6 – ₄

I² = 2 _amperai

5. Jei _I² = 1/4 I¹ _, tai _I³ = ………

Žinomas: Pirmoji Kirchhofo taisyklė – uždaviniai ir sprendimai 5

I1 = 600 _miliamperų

Ieškoma: I ₃

sprendimas:

I ₂ = 1/4 I ₁ = 1/4 (600 mA) = 150 mA

I1 įvažiuoja į sankryžą, o _I2_ir I3 _išvažiuoja.

Taikykite pirmąją Kirchhoffo taisyklę:

I1 = _I2 + _I3

600 mA = 150 mA + _I3

I3 = 600 mA – 150 _mA

I3 = 450 _mA

6. Remdamiesi paveikslėliu apačioje, raskite I!

sprendimas:

Taikykite pirmąją Kirchhoffo taisyklę:

3 + 5 + 2 = 7 + 1 Pirmoji Kirchhofo taisyklė – uždaviniai ir sprendimai 10

10 = 7 + 1

10 – 7 = Aš

I = 3 amperų

7. Remiantis toliau pateiktu paveikslu, jei I1 ₌ 4 A, I2 ₌ 3 A, I4 ₌ 7 A, _I5 = 4 A, nustatykite _I3.

sprendimas:

Į sandūrą patenkanti elektros srovė = I1 ₊ I3 ₌ 4 A + _I3

Elektros srovė, išeinanti iš sankryžos = I₂+ I₄+ I₅ = 3 A + 7 A + 4 A = 14 A

14 A = 4 A + _I3

I3 = 14 A – 4 _A

I3 = ₁₀ A

Koks yra pagrindinis Kirchhoffo pirmosios taisyklės principas?
- atsakymasPagrindinis Kirchhofo pirmosios taisyklės principas yra elektros krūvio tvermės dėsnis. Tai reiškia, kad jokiame grandinės mazge ar sandūroje neprarandamas joks krūvis.
Jei trys srovės, $I_{1}$ , $I_{2}$ ir $I_{3}$ , konverguoja mazge ir $I_{1}$ įeina tuo tarpu $I_{2}$ bei $I_{3}$ išeina, kaip šiam mazgui išreiškiamas KCL?
- atsakymasPasak KCL, $I_{1} = I_{2} + I_{3}$ .
Kodėl KCL yra svarbus analizuojant elektros grandines?
- atsakymasKCL pateikia esminį apribojimą, kurį turi atitikti bet kuris galiojantis grandinės problemos sprendimas, užtikrindamas, kad srovių elgsena tinkle atitiktų krūvio tvermės principą.
Ar KCL galioja tik nuolatinės srovės grandinėms, ar ir kintamosios srovės grandinėms?
- atsakymasKCL galioja tiek nuolatinės, tiek kintamosios srovės grandinėms. Tai atspindi krūvio tvermės dėsnį, kuris yra universalus, nepriklausomai nuo to, kaip srovės kinta laikui bėgant.
Ar grandinėje su keliais mazgais būtina KCL taikyti kiekvienam mazgui, kad grandinė būtų visiškai išanalizuota?
- atsakymasNe visada. Nors KCL galima taikyti kiekvienam mazgui, dažnai pakanka išanalizuoti tik jų skaičių, kad būtų galima nustatyti visos grandinės elgseną.
Kaip „žemės“ arba atskaitos mazgo sąvoka grandinėje susijusi su KCL?
- atsakymasĮžeminimas arba atskaitos mazgas yra bendras grandinės įtampų atskaitos taškas. KCL taikymas šiam mazgui, kaip ir bet kuriam kitam mazgui, užtikrina, kad srovių suma būtų lygi nuliui. Įžeminimas neturi įtakos KCL pritaikomumui ar rezultatui.
Jei prie mazgo prijungtos tik dvi šakos ir srovė vienoje šakoje yra žinoma, ar būtina kitos šakos srovės stiprumą nustatyti naudojant KCL?
- atsakymasNe, jei srovė vienoje šakoje yra žinoma ir prie mazgo prijungtos tik dvi šakos, srovė kitoje šakoje yra tiesiog neigiama žinomos srovės stipris (tai rodo, kad ji teka priešinga kryptimi).
Kaip kondensatorių elgesys grandinėje susijęs su KCL?
- atsakymasNors kondensatoriai gali kaupti krūvį, į jį patenkančio krūvio greitis yra lygus iš jo kito gnybto išeinančio krūvio greičiui. Todėl net ir naudojant kondensatorius, grynoji srovė mazge (įskaitant mazgą viename kondensatoriaus gnybte) lygi nuliui, o KCL lieka galioti.
Ar praktinėse grandinėse su realiais komponentais KCL galioja idealiai, ar yra kokių nors išimčių?
- atsakymasIdealioje grandinės analizėje KCL galioja idealiai. Realiose situacijose komponentai gali turėti nedideles nuotėkio sroves arba parazitinius efektus, tačiau daugeliu praktinių tikslų ir analizių KCL laikoma teisinga.
Kada analizuojant grandinę galima taikyti ir pirmąją Kirchhoffo (srovės) taisyklę, ir antrąją (įtampos) taisyklę?

atsakymasDaugelyje sudėtingų grandinių, ypač tose, kurios turi daug kilpų ir mazgų, KCL (pirmoji taisyklė) ir Kirchhoffo įtampos dėsnis (antroji taisyklė) naudojami kartu, siekiant sudaryti lygčių sistemą, kurią vėliau galima išspręsti siekiant nustatyti nežinomas sroves ir įtampas visoje grandinėje.