Завдання на застосування закону Кирхгофа вирішуються в школі не часто, і не у всіх класах. Працюючи в школі, я давала закони Кірхгофа тільки тим хлопцям, хто готувався до олімпіад з фізики, і учням, які готувалися до ВНЗ.
Завдання на використання законів Кірхгофа є навіть не всіх збірниках завдань, рекомендованих для використання в середній школі.
Нижче наведено алгоритм вирішення задач по даній темі. Алгоритм не складний. Використання даного алгоритму допоможе Вам у вирішенні завдань по цій темі.
Тож почнемо. Спочатку необхідно виконати деякі підготовчі операції.
- перемалювати схему
- вказати напрямок ЕРС джерел струму
- вказати передбачуване напрямок струмів, поточних в кожному резисторі (якщо підсумковий відповідь буде негативною, то напрямок струму було спочатку обрано не вірно)
- вибрати напрямок обходу для всіх лінійно незалежних контурів
Після проведення попередніх операцій, приступаємо власне до вирішення самого завдання.
- Записуємо перший закон Кірхгофа: сума струмів, що втікають і випливають в даний вузол, дорівнює нулю.
Важливо! Якщо струм втікає в вузол, то він береться зі знаком «плюс», якщо випливає, то зі знаком «мінус». Число рівнянь другого закону Кирхгофа одно n-1, де n - число вузлів в даній схемі. (Вузол - точка, в якій поєднуються три провідника і більше).
- Записуємо другий закон Кірхгофа для всіх лінійно незалежних контурів: Сума ЕРС в контурі дорівнює сумі падінь напруг в кожному з цих контурів.
Важливо! Якщо напрямок ЕРС збігається з напрямком обходу контуру, то значення ЕРС береться зі знаком «плюс». Якщо напрямок ЕРС не збігається з напрямком обходу контуру, то значення ЕРС береться зі знаком «мінус». Якщо напрямок струму збігається з напрямком обходу контуру, то падіння напруги на даній ділянці береться зі знаком «плюс». Якщо напрямок струму через будь-якої резистор не збігається з напрямком обходу в даному контурі, то падіння напруги береться зі знаком «мінус».
Вирішуємо систему одержані рівнянь, щодо невідомих величин.
Найчастіше в задачах цього типу, основну складність представляє саме рішення системи одержані рівнянь.
Нижче показаний приклад рішення задачі з використанням законів Кірхгофа. Зверніть увагу ще раз на основні етапи рішення. Вони повністю відповідають алгоритму, описаного вище.
Ось умова цього завдання.
Електричне коло складається з двох гальванічних елементів, трьох резисторів і амперметра. У цьому ланцюзі R1 = 100 Ом, R2 = 50 Ом, R3 = 20 Ом, ЕРС елемента? 1 = 2 В. Амперметр реєструє струм I3 = 50 мА, що йде в напрямку стрілки. Визначити ЕРС? 2 другого елементу. Опором амперметра і внутрішнім опором джерел знехтувати.
Удачі в освоєнні цієї досить складної теми!