Contoh hukum Kirchhoff ke-2

5 Contoh Hukum Kirchhoff Kedua

Pelajari juga bahan tentang Hukum Kirchhoff dan perbincangan tentang persoalan Hukum Kirchhoff.

1. Sebuah litar elektrik terdiri daripada empat perintang, setiap satunya R ₁ = 6 Ohm, R ₂ = 6 Ohm, R ₃ = 9 Ohm dan R ₄ = 3 Ohm yang disambungkan dengan E ₁ = 6 Volt, E ₂ = 12 Volt seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut. Arus elektrik yang mengalir ialah….

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

Perbincangan

Adalah diketahui bahawa:
Perintang 1 (R₁) = 6 Ω
Perintang 2 (R₂) = 6 Ω
Perintang 3 (R₃) = 9 Ω
Perintang 4 (R₄) = 3 Ω
Sumber emf 1 (E₁) = 6 Volt
Sumber emf 2 (E₂) = 12 Volt
Ditanya: Arus yang mengalir dalam litar (I)
Jawapan:

Perintang 1 (R₁) dan perintang 2 (R₂) disambung secara selari. Perintang gantian ialah:
1 / R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂ = 1/6 + 1/6 = 2/6
R₁₂ = 6/2 = 3 Ω

Langkah-langkah untuk menyelesaikan masalah ini:

Pertama , pilih arah semasa yang anda suka. Anda boleh memilih lawan arah jam atau ikut arah jam.

Kedua , apabila arus melalui rintangan atau perintang (R), terdapat penurunan keupayaan supaya V = IR adalah negatif.

Ketiga , jika arus bergerak dari potensi rendah ke tinggi (- ke +) maka sumber emf (E) ditanda positif kerana terdapat pengisian tenaga dalam sumber emf. Jika arus bergerak dari potensi tinggi ke rendah (+ ke -) maka sumber emf (E) ditanda negatif kerana terdapat nyahcas tenaga dalam sumber emf.

Dalam menyelesaikan masalah ini, arah arus dipilih mengikut arah jam.

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

2. Lihat imej susunan perintang di bawah! Magnitud arus yang melalui R3 _ialah …

Perbincangan

Ia diketahui:

R1 = ₄ Ω

R ₂ = 4 Ω

R ₃ = 8 Ω

Ditanya: Saya ₃

jawab:

Arah arus elektrik dalam litar elektrik di atas adalah sama dengan arah jarum jam, dari potensi tinggi ke potensi rendah.

Pertama , kirakan perintang gantian (R). Selepas itu, kirakan arus menggunakan hukum Ohm : I = V / R

Perintang gantian:
Kirakan perintang gantian dalam litar di atas.
Perintang R₁ dan perintang R₂ disusun secara selari. Perintang gantian ialah:
1 / R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂ = 1/4 + 1/4 = 2/4
R₁₂ = 4/2 = 2 Ω
Perintang R₁₂ dan perintang R₃ disusun secara bersiri. Perintang gantian ialah:
R=R₁₂ + R₃ = 2 + 8 = 10 Ω
Arus yang mengalir keluar dari bateri :
I = V / R = 40 / 10 = 4 Ampere

Hukum Kirchhoff Pertama menyatakan bahawa jumlah arus elektrik yang memasuki cabang adalah sama dengan jumlah arus elektrik yang meninggalkan cabang tersebut. Berdasarkan hukum Kirchhoff pertama, disimpulkan bahawa jika arus elektrik yang keluar dari bateri ialah 4 Ampere, maka arus elektrik yang melalui ab adalah sama dengan 4 Ampere, begitu juga arus elektrik yang melalui bc ialah 4 Ampere.

3. Lihat litar elektrik dalam imej di bawah. Kirakan _I1 , _I2 dan _I3.

Perbincangan

Arus elektrik bergerak dari potensi tinggi ke potensi rendah; arus elektrik bergerak menjauhi terminal positif dan menuju ke terminal negatif. Oleh itu, arah arus I1 _dan I2 _dipilih seperti yang ditunjukkan dalam rajah, manakala arah arus I3 _dipilih secara sewenang-wenangnya.

Pertama , gunakan hukum pertama Kirchhoff pada titik cabang.

I ₃ = I ₁ + I ₂ ………. persamaan 1

Kedua , gunakan hukum kedua Kirchhoff pada gelung 1 (gelung kiri)

32 – 4 I ₁ – 10 I ₃ = 0

8 – I ₁ – 2,5 I ₃ = 0

………. persamaan 2

Ketiga , gunakan hukum kedua Kirchhoff pada gelung 2 (gelung kanan)

15 – 5 I ₂ – 10 I ₃ = 0

3 – I ₂ – 2 I ₃ = 0

………. persamaan 3

Gantikan persamaan 2 dan 3 ke dalam persamaan 1:

Tanda negatif bermaksud arah I2 _adalah bertentangan dengan arah yang dipilih di atas.

4. Litar elektrik terdiri daripada empat perintang, setiap satu dengan R₁ = 12 Ohm, R₂ = 12 Ohm, R₃ = 3 Ohm dan R₄ = 6 Ohm yang disambungkan dengan E₁ = 6 Volt, E₂ = 12 Volt seperti yang ditunjukkan dalam imej berikut. Arus elektrik yang mengalir ialah….

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

Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Perintang 1 (R₁) = 12 Ω
Perintang 2 (R₂) = 12 Ω
Perintang 3 (R₃) = 3 Ω
Perintang 4 (R₄) = 6 Ω
Sumber emf 1 (E₁) = 6 Volt
Sumber emf 2 (E₂) = 12 Volt
Dikehendaki: Kekuatan arus yang mengalir dalam litar (I)
Jawapan:

Masalah ini berkaitan dengan hukum Kirchhooff. Langkah-langkah dan cara menyelesaikan masalah ini:
Pertama, pilih arah semasa pilihan anda. Anda boleh memilih lawan arah jam atau mengikut arah jam.
Kedua, apabila arus melalui rintangan atau perintang (R), terdapat penurunan keupayaan supaya V = IR adalah negatif.
Ketiga, jika arus bergerak dari potensi rendah ke tinggi (- ke +) maka sumber emf (E) ditanda positif kerana terdapat pengisian tenaga dalam sumber emf. Jika arus bergerak dari potensi tinggi ke rendah (+ ke -) maka sumber emf (E) ditanda negatif kerana terdapat nyahcas tenaga dalam sumber emf.

Perintang 1 (R₁) dan perintang 2 (R₂) disambung secara selari. Perintang gantian ialah:
1 / R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂ = 1/12 + 1/12 = 2/12
R₁₂ = 12/2 = 6 Ω

Dalam menyelesaikan masalah ini, arah arus dipilih mengikut arah jam.
– IR₁₂ - E₁ – IR₃ – IR₄ +E₂ = 0
– 6 I – 6 – 3I – 6I + 12 = 0
– 6I – 3I – 6I = 6 -12
– 15I = – 6
I = -6/-15
I = 2/5 Ampere

Arus elektrik yang mengalir dalam litar ialah 2/5 Ampere. Arus elektrik positif menunjukkan bahawa arah arus elektrik adalah seperti yang dijangkakan, mengikut arah jam.
Jawapan yang betul ialah B.

5. Lihat litar elektrik berikut! Magnitud arus elektrik (I) yang mengalir dalam litar ialah….

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

Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Perintang 1 (R₁) = 10 Ω
Perintang 2 (R₂) = 6 Ω
Perintang 3 (R₃) = 5 Ω
Perintang 4 (R₄) = 20 Ω
Sumber emf 1 (E₁) = 8 Volt
Sumber emf 2 (E₂) = 12 Volt
Dikehendaki: Kekuatan arus yang mengalir dalam litar (I)
Jawapan:
Perintang 3 (R₃) dan perintang 4 (R₄) disambung secara selari. Perintang gantian ialah:
1 / R₃₄ = 1/R₃ +1/R₄ = 1/5 + 1/20 = 4/20 + 1/20 = 5/20
R₃₄ = 20/5 = 4 Ω

Dalam menyelesaikan masalah ini, arah arus dipilih mengikut arah jam.
– IR₁ – IR₂ - E₁ – IR₃₄ +E₂ = 0
– 10I – 6I – 8 – 4I + 12 = 0
– 10I – 6I – 4I = 8 – 12
– 20I = – 4
I = -4/-20
I = 1/5 Ampere
I = 0,2 Ampere
Arus elektrik yang mengalir dalam litar ialah 1/5 Ampere. Arus elektrik positif menunjukkan bahawa arah arus elektrik adalah seperti yang dijangkakan, mengikut arah jam.
Jawapan yang betul ialah B.