5 exempel på juridiska frågor 2 Kirchhoff
Studera även materialet om Kirchhoffs lag och diskussionen av frågor om Kirchhoffs lag.
1. En elektrisk krets består av fyra motstånd, vardera R1 = 6 Ohm, R2 = 6 Ohm, R3 = 9 Ohm och R4 = 3 Ohm, anslutna med E1 = 6 Volt, E2 = 12 Volt som visas i följande figur. Den elektriska strömmen som flyter är….
A. 1/5 A
B. 2/5 A
C. 3/5 A
D. 4/5 A
E. 1 A
Diskussion
Det är känt att:
Motstånd 1 (R1) = 6 Ω
Motstånd 2 (R2) = 6 Ω
Motstånd 3 (R3) = 9 Ω
Motstånd 4 (R4) = 3 Ω
Källa för elektromagnetisk kraft 1 (E1) = 6 volt
Källa för elektromagnetisk kraft 2 (E2) = 12 volt
Frågade: Strömmen som flyter i kretsen (I)
Jawab:
Motstånd 1 (R1) och motstånd 2 (R2) parallellkopplad. Ersättningsmotståndet är:
1 / R12 = 1/R1 + 1/R2 = 1/6 + 1/6 = 2/6
R12 = 6/2 = 3 Ω
Steg för att lösa detta problem:
Välj först den strömriktning du föredrar. Du kan välja moturs eller medurs.
För det andra , när strömmen passerar genom resistorn (R), minskar potentialen så att V = IR är negativ.
För det tredje , om strömmen rör sig från låg till hög potential (- till +) markeras emk-källan (E) som positiv eftersom det finns en energipåfyllning i emk-källan. Om strömmen rör sig från hög till låg potential (+ till -) markeras emk-källan (E) som negativ eftersom det finns en energiurladdning i emk-källan.
För att lösa detta problem väljs strömmens riktning medurs.
- IR12 - E1 – IR-effekt3 – IR-effekt4 + E2 = 0
– 3I – 6 – 9I – 3I + 12 = 0
– 3I – 9I – 3I = 6 – 12
– 15I = – 6
Jag = -6 /-15
I = 2/5 ampere
2. Titta på bilden av motståndsarrangemanget nedan! Storleken på strömmen genom R3 är …
Diskussion
Det är känt:
R1 = 4 Ω
R2 = 4 Ω
R3 = 8 Ω
Frågade: Jag 3
Jawab:
Riktningen på den elektriska strömmen i den elektriska kretsen ovan är densamma som klockans visare, från hög potential till låg potential.
Beräkna först ersättningsmotståndet (R). Beräkna därefter strömmen med Ohms lag : I = V / R
Ersättningsmotstånd:
Beräkna ersättningsmotståndet i kretsen ovan.
Motstånd R1 och motstånd R2 parallellt anordnade. Ersättningsmotståndet är:
1 / R12 = 1/R1 + 1/R2 = 1/4 + 1/4 = 2/4
R12 = 4/2 = 2 Ω
Motstånd R12 och motstånd R3 seriekopplade. Ersättningsmotståndet är:
R = R12 + R3 = 2 + 8 = 10 Ω
Strömmen som flyter ut ur batteriet :
I = V / R = 40 / 10 = 4 ampere
Kirchhoffs första lag anger att mängden elektrisk ström som kommer in i en gren är densamma som mängden elektrisk ström som lämnar grenen. Baserat på Kirchhoffs första lag dras slutsatsen att om den elektriska strömmen som kommer ut ur batteriet är 4 ampere, så är den elektriska strömmen som passerar genom ab densamma som 4 ampere, och på samma sätt är den elektriska strömmen som passerar genom bc 4 ampere.
3. Titta på den elektriska kretsen i bilden nedan. Beräkna I1 , I2 och I3.
Diskussion
Elektrisk ström rör sig från hög potential till låg potential; elektrisk ström rör sig bort från den positiva polen och mot den negativa polen. Därför är riktningarna för strömmarna I1 och I2 valda som visas i figuren, medan riktningen för strömmen I3 väljs godtyckligt.
Tillämpa först Kirchhoffs första lag vid förgreningspunkten.
I3 = I1 + I2 ……… . ekvation 1
För det andra , tillämpa Kirchhoffs andra lag på loop 1 (vänster loop)
32 – 4 I 1 – 10 I 3 = 0
8 – I1 – 2,5 I3 = 0
………. ekvation 2
För det tredje , tillämpa Kirchhoffs andra lag på loop 2 (höger loop)
15 – 5 I 2 – 10 I 3 = 0
3 – I2 – 2 I3 = 0
………. ekvation 3
Ersätt ekvationerna 2 och 3 i ekvation 1:
Det negativa tecknet betyder att riktningen för I2 är motsatt den riktning som valts ovan.
4. En elektrisk krets består av fyra motstånd, vart och ett med R1 = 12 ohm, R2 = 12 ohm, R3 = 3 ohm och R4 = 6 Ohm ansluten med E1 = 6 volt, E2 = 12 volt som visas i följande bild. Den elektriska strömmen som flyter är….
A. 1/5 A
B. 2/5 A
C. 3/5 A
D. 4/5 A
E. 1 A
Diskussion
Det är känt att:
Motstånd 1 (R1) = 12 Ω
Motstånd 2 (R2) = 12 Ω
Motstånd 3 (R3) = 3 Ω
Motstånd 4 (R4) = 6 Ω
Källa för elektromagnetisk kraft 1 (E1) = 6 volt
Källa för elektromagnetisk kraft 2 (E2) = 12 volt
Önskat: Styrkan på strömmen som flyter i kretsen (I)
Jawab:
Detta problem är relaterat till Kirchhooffs lag. Steg och hur man löser problemet:
Välj först din önskade strömriktning. Du kan välja moturs eller medurs.
För det andra, när strömmen passerar genom resistorn (R) minskar potentialen så att V = IR är negativ.
För det tredje, om strömmen rör sig från låg till hög potential (- till +) markeras emk-källan (E) som positiv eftersom det finns en energipåfyllning i emk-källan. Om strömmen rör sig från hög till låg potential (+ till -) markeras emk-källan (E) som negativ eftersom det finns en energiurladdning i emk-källan.
Motstånd 1 (R1) och motstånd 2 (R2) parallellkopplad. Ersättningsmotståndet är:
1 / R12 = 1/R1 + 1/R2 = 1/12 + 1/12 = 2/12
R12 = 12/2 = 6 Ω
För att lösa detta problem väljs strömmens riktning medurs.
– IR-effekt12 - E1 – IR-effekt3 – IR-effekt4 + E2 = 0
– 6 I – 6 – 3I – 6I + 12 = 0
– 6I – 3I – 6I = 6 -12
– 15I = – 6
Jag = -6/-15
I = 2/5 ampere
Den elektriska strömmen som flyter i kretsen är 2/5 ampere. En positiv elektrisk ström indikerar att strömmens riktning är som förväntad, medurs.
Det rätta svaret är B.
5. Titta på följande elektriska krets! Storleken på den elektriska strömmen (I) som flyter i kretsen är….
A. 0,1 A
B. 0,2 A
C. 0,5 A
D. 1,0 A
E. 5,0 A
Diskussion
Det är känt att:
Motstånd 1 (R1) = 10 Ω
Motstånd 2 (R2) = 6 Ω
Motstånd 3 (R3) = 5 Ω
Motstånd 4 (R4) = 20 Ω
Källa för elektromagnetisk kraft 1 (E1) = 8 volt
Källa för elektromagnetisk kraft 2 (E2) = 12 volt
Önskat: Styrkan på strömmen som flyter i kretsen (I)
Jawab:
Motstånd 3 (R3) och motstånd 4 (R4) parallellkopplad. Ersättningsmotståndet är:
1 / R34 = 1/R3 + 1/R4 = 1/5 + 1/20 = 4/20 + 1/20 = 5/20
R34 = 20/5 = 4 Ω
För att lösa detta problem väljs strömmens riktning medurs.
– IR-effekt1 – IR-effekt2 - E1 – IR-effekt34 + E2 = 0
– 10I – 6I – 8 – 4I + 12 = 0
– 10I – 6I – 4I = 8 – 12
– 20I = – 4
Jag = -4/-20
I = 1/5 ampere
I = 0,2 ampere
Den elektriska strömmen som flyter i kretsen är 1/5 ampere. En positiv elektrisk ström indikerar att strömmens riktning är som förväntad, medurs.
Det rätta svaret är B.
