Kirhofa pirmais likums – problēmas un risinājumi

1. Pamatojoties uz zemāk redzamo attēlu, ja _I1 = 5A, I2 ₌ 3A, I3 ₌ 6A, tad I4 ₌ ………

Kirhofa pirmais likums – problēmas un risinājumi 1 šķīdums:

Kirhofa pirmais noteikums nosaka, ka visu krustojumā ienākošo strāvu summai jābūt vienādai ar visu no krustojuma izplūstošo strāvu summu.

I1 _un I2 iebrauc krustojumā, savukārt _I3_un I4 _izbrauc.

Pielietojiet Kirhofa pirmo likumu:

I1 + _I2 = _I3 + _I4

5 + 3 = 6 + 1 ₄

8 = 6 + 1 ₄

I4 = 8 – ₆

I² = 4 _ampēri

2. Ja _I1 = I3 _, tad _I4 =……..

Kirhofa pirmais likums – problēmas un risinājumi 2 Zināms:

I1 = I3 ₌ 2 _ampēri

I² = 2 _ampēri

I5 = 4 _ampēri

Meklē: I ₄

šķīdums:

I1 un _I4 iebrauc krustojumā, savukārt _I2 , I3 _un I5 _no_tā izbrauc.

Pielietojiet Kirhofa pirmo likumu:

I1 + _I4 = _I2 + _I3 + _I5

2 + ₄ = 3 + 2 + 4

2 + 1 ₄ = 9

I ₄ = 9 – 2

I ₄ = 7 ampērs

3. Es ₁ = …….

šķīdums: Kirhofa pirmais likums – problēmas un risinājumi 3

Es iebraucu krustojumā, kamēr I ₁ , I ₂ un I ₃ izbraucu.

Pielietojiet Kirhofa pirmo likumu:

I = _I1 + _I2 + _I3

7 A = ₁ + 1 A + 4 A

7 A = ₁ + 5 A

7 A – 5 A = ₁

I1 = 2 _ampēri

4. I2 ₌ ………

Vēlējās: I₂

šķīdums:

I1 iebrauc krustojumā, savukārt _I2_, I3 _un I4 izbrauc_.

Pielietojiet Kirhofa pirmo likumu:

I1 = _I2 + _I3 + _I4

6 = 1/2 ₊ 3 + 1

6 = _1/2 + 4

I2 = 6 – ₄

I² = 2 _ampēri

5. Ja _I² = 1/4 I¹ _, tad _I³ = ………

Zināms: Kirhofa pirmais likums – problēmas un risinājumi 5

I1 = 600 _miliampēri

Meklē: I ₃

šķīdums:

I ₂ = 1/4 I ₁ = 1/4 (600 mA) = 150 mA

I1 iebrauc krustojumā, savukārt _I2_un I3 _izbrauc.

Pielietojiet Kirhofa pirmo likumu:

I1 = _I2 + _I3

600 mA = 150 mA + _I3

I3 = 600 mA – 150 _mA

I3 = 450 _mA

6. Balstoties uz zemāk redzamo attēlu, atrodiet I!

šķīdums:

Pielietojiet Kirhofa pirmo likumu:

3 + 5 + 2 = 7 + 1 Kirhofa pirmais likums – problēmas un risinājumi 10

10 = 7 + 1

10 – 7 = I

I = 3 ampēri

7. Pamatojoties uz zemāk redzamo attēlu, ja _I1 = 4 A, I2 ₌ 3 A, I4 ₌ 7 A, _I5 = 4 A, nosakiet _I3.

šķīdums:

Elektriskā strāva, kas ienāk krustojumā = I1 ₊ I3 ₌ 4 A + _I3

Elektriskā strāva, kas iziet no krustojuma = I₂+ I₄+ I₅ = 3 A + 7 A + 4 A = 14 A

14 A = 4 A + _I3

I3 = 14 A – 4 _A

I3 = ₁₀ A

Kāds ir Kirhofa pirmā noteikuma galvenais princips?
- atbildeKirhofa pirmā likuma galvenais princips ir elektriskā lādiņa nezūdamības likums. Tas nozīmē, ka nevienā ķēdes mezglā vai savienojumā netiek zaudēts lādiņš.
Ja trīs strāvas, $I_{1}$ , $I_{2}$ , un $I_{3}$ , saplūst mezglā un $I_{1}$ ienāk, kamēr $I_{2}$ un $I_{3}$ aiziet, kā šim mezglam tiek izteikts KCL?
- atbildeSaskaņā ar KCL datiem, $I_{1} = I_{2} + I_{3}$ .
Kāpēc KCL ir svarīgs elektrisko ķēžu analīzē?
- atbildeKCL nodrošina fundamentālu ierobežojumu, kas jāievēro jebkuram derīgam ķēdes problēmas risinājumam, nodrošinot, ka strāvu uzvedība tīklā atbilst lādiņa nezūdamības principam.
Vai KCL ir derīgs tikai līdzstrāvas ķēdēm vai arī maiņstrāvas ķēdēm?
- atbildeKCL ir derīgs gan līdzstrāvas, gan maiņstrāvas ķēdēm. Tas atspoguļo lādiņa nezūdamības likumu, kas ir universāls neatkarīgi no tā, kā strāvas mainās laika gaitā.
Vai ķēdē ar vairākiem mezgliem ir nepieciešams pielietot KCL katram mezglam, lai pilnībā analizētu ķēdi?
- atbildeNe vienmēr. Lai gan KCL var pielietot katram mezglam, bieži vien mezglu apakškopas analīze ir pietiekama, lai noteiktu visas ķēdes darbību.
Kā "zemes" vai atsauces mezgla jēdziens ķēdē ir saistīts ar KCL?
- atbildeZemējuma vai atskaites mezgls kalpo kā kopīgs atskaites punkts spriegumiem ķēdē. Pielietojot ķēžu kontaktligzdu (KCL) šim mezglam, tāpat kā jebkuram citam mezglam, tiek nodrošināts, ka strāvu summa ir nulle. Zemējums neietekmē KCL piemērojamību vai rezultātu.
Ja mezglam ir pievienoti tikai divi atzari un strāva vienā atzarā ir zināma, vai ir nepieciešams aprēķināt strāvu otrā atzarā, izmantojot KCL?
- atbildeNē, ja strāva vienā atzarā ir zināma un mezglam ir pievienoti tikai divi atzari, tad strāva otrā atzarā ir vienkārši zināmās strāvas negatīva vērtība (norāda, ka tā plūst pretējā virzienā).
Kā kondensatoru uzvedība ķēdē ir saistīta ar KCL?
- atbildeLai gan kondensatori var uzkrāt lādiņu, lādiņa ātrums, kas ienāk kondensatorā, ir vienāds ar lādiņa ātrumu, kas iziet no tā otra spailes. Tāpēc pat ar kondensatoriem neto strāva mezglā (ieskaitot mezglu pie viena kondensatora spailes) ir nulle, un KCL paliek spēkā.
Vai praktiskās shēmās ar reāliem komponentiem KCL ir spēkā perfekti, vai ir kādi izņēmumi?
- atbildeIdeālas ķēdes analīzē KCL ir spēkā perfekti. Reālās situācijās komponentiem var būt niecīgas noplūdes strāvas vai parazitārie efekti, taču praktiskākajos nolūkos un analīzēs tiek pieņemts, ka KCL ir spēkā.
Kad ķēdes analīzē varētu izmantot gan Kirhofa pirmo (strāvas) likumu, gan otro (sprieguma) likumu?

atbildeDaudzās sarežģītās ķēdēs, īpaši tajās ar vairākām cilpām un mezgliem, gan KCL (pirmais likums), gan Kirhofa sprieguma likums (otrais likums) tiek izmantoti kopā, lai izveidotu vienādojumu sistēmu, ko pēc tam var atrisināt, lai noteiktu nezināmas strāvas un spriegumus visā ķēdē.