Задачи на применение закона Кирхгофа решаются в школе не часто, и не во всех классах. Работая в школе, я давала законы Кирхгофа только тем ребятам, кто готовился к олимпиадам по физике, и учащимся, которые готовились в ВУЗы.
Задачи на использование законов Кирхгофа есть даже не всех сборниках задач, рекомендованных для использования в средней школе.
Ниже приведён алгоритм решения задач по данной теме. Алгоритм не сложен. Использование данного алгоритма поможет Вам в решении задач по этой теме.
Итак, начнем. Сначала необходимо выполнить некоторые подготовительные операции.
- перерисовать схему
- указать направление ЭДС источников тока
- указать предполагаемое направление токов, текущих в каждом резисторе (если итоговый ответ будет отрицательным, то направление тока было изначально выбрано не верно)
- выбрать направление обхода для всех линейно независимых контуров
После проведения предварительных операций, приступаем собственно к решению самой задачи.
- Записываем первый закон Кирхгофа: сумма токов, втекающих и вытекающих в данный узел, равна нулю.
Важно! Если ток втекает в узел, то он берётся со знаком «плюс», если вытекает, то со знаком «минус». Число уравнений второго закона Кирхгофа равно n-1, где n — число узлов в данной схеме. (Узел — точка, в которой соединяются три проводника и более).
- Записываем второй закон Кирхгофа для всех линейно независимых контуров: Сумма ЭДС в контуре равно сумме падений напряжений в каждом из этих контуров.
Важно! Если направление ЭДС совпадает с направлением обхода контура, то значение ЭДС берётся со знаком «плюс». Если направление ЭДС не совпадает с направлением обхода контура, то значение ЭДС берётся со знаком «минус». Если направление тока совпадает с направлением обхода контура, то падение напряжения на данном участке берётся со знаком «плюс». Если направление тока через какой-либо резистор не совпадает с направлением обхода в данном контуре, то падение напряжения берётся со знаком «минус».
Решаем систему получившихся уравнений, относительно неизвестных величин.
Чаще всего в задачах этого типа, основную сложность представляет именно решение системы получившихся уравнений.
Ниже показан пример решения задачи с использованием законов Кирхгофа. Обратите внимание ещё раз на основные этапы решения. Они полностью соответствуют алгоритму, описанному выше.
Вот условие этой задачи.
Электрическая цепь состоит из двух гальванических элементов, трех резисторов и амперметра. В этой цепи R1 = 100 Ом, R2 = 50 Ом, R3 = 20 Ом, ЭДС элемента ?1 = 2 В. Амперметр регистрирует ток I3 = 50 мА, идущий в направлении, указанном стрелкой. Определить ЭДС ?2 второго элемента. Сопротивлением амперметра и внутренним сопротивлением источников пренебречь.
Удачи в освоении этой довольно сложной темы!
Возникающие вопросы можете оставлять в комментариях.
Поделиться с друзьями
Здравствуйте! Не объясните ли как применить этот алгоритм к решению следующей задачи;В цепи состоящей из 4 резисторов R1=R2=5Ом, R3=R4=10 Ом,а также с ЭДС=24В и с внутренним сопротивлением r=1 Ом и емкостью С=2 мкФ найти заряд емкости. R1 и R3 соединены параллельно,R2 и R4 последовательно.
Доброго времени суток! А конденсатор как включен в цепь?
Так как источник один, то вполне возможно, что задачу можно решить только с использованием закона Ома для полной цепи и законов последовательного и параллельного соединения