Законы Кирхгофа
         Основные законы физики на портале 4egena100

Законы Кирхгофа.           Олимпиадные задания по физике с решением и ответами

Олимпиада по физике с решением и ответами



Законы Кирхгофа




Законы Кирхгофа

Законы Кирхгофа: Первый и второй законы Кирхгофа.

Первый закон Кирхгофа.

Вытекает из закона сохранения заряда.
Он состоит в том, что алгебраическая сумма токов, сходящихся в любом узле, равна нулю.


где i – число токов, сходящихся в данном узле.



Например, для узла электрической цепи ( рис. 1 ) уравнение по первому закону Кирхгофа можно записать в виде
I1 - I2 + I3 - I4 + I5 = 0

Рис. 1

В этом уравнении токи, направленные к узлу, приняты положительными.



Второй закон Кирхгофа.


где k – число источников ЭДС; m – число ветвей в замкнутом контуре; Ii, Ri – ток и сопротивление i - й ветви.


Рис. 2

Так, для замкнутого контура схемы ( рис. 2 ):

Е1 - Е2 + Е3 = I1R1 - I2R2 + I3R3 - I4R4


Замечание о знаках полученного уравнения:


1) ЭДС положительна, если ее направление совпадает с направлением произвольно выбранного обхода контура;


2) падение напряжения на резисторе положительно, если направление тока в нем совпадает с направлением обхода.



Расчет разветвленной электрической цепи с помощью законов Кирхгофа.

Точечные тела (материальные точки) взаимодействуют с силами, равными по величине и противоположными по направлению и направленными вдоль прямой, соединяющей эти тела.


Метод заключается в составлении уравнений по первому и второму законам Кирхгофа для узлов и контуров электрической цепи и решении этих уравнений с целью определения неизвестных токов в ветвях и по ним – напряжений. Поэтому число неизвестных равно числу ветвей b, следовательно, столько же независимых уравнений необходимо составить по первому и второму законам Кирхгофа.

Число уравнений, которые можно составить на основании первого закона, равно числу узлов цепи, причем только ( y – 1) уравнений являются независимыми друг от друга.

Независимость уравнений обеспечивается выбором узлов. Узлы обычно выбирают так, чтобы каждый последующий узел отличался от смежных узлов хотя бы одной ветвью. Остальные уравнения составляются по второму закону Кирхгофа для независимых контуров,
т.е. число уравнений
b - ( y - 1 ) = b - y + 1.

Контур называется независимым, если он содержит хотя бы одну ветвь, не входящую в другие контуры.

Составим систему уравнений Кирхгофа для электрической цепи ( рис. 3 ). Схема содержит четыре узла и шесть ветвей.

Поэтому по первому закону Кирхгофа составим
y - 1 = 4 - 1 = 3 уравнения,
а по второму b - y + 1 = 6 - 4 + 1 = 3, также три уравнения.

Произвольно выберем положительные направления токов во всех ветвях ( рис. 4 ). Направление обхода контуров выбираем по часовой стрелке.

Рис. 3

Составляем необходимое число уравнений по первому и второму законам Кирхгофа



Полученная система уравнений решается относительно токов. Если при расчете ток в ветви получился с минусом, то его направление противоположно принятому направлению.




Олимпиада по физике:
задания, решение, ответы

Олимпиада по физике 7 класс:

1 вар-т   |   2 вар-т   |    3 вар-т   |   4 вар-т

Олимпиада по физике 8 класс:

1 вар-т   |   2 вар-т   |   3 вар-т   |   4 вар-т

Олимпиада по физике 9 класс:

1 вар-т   |   2 вар-т   |   3 вар-т   |   4 вар-т

Олимпиада по физике 10 класс:

1 вар-т   |   2 вар-т   |   3 вар-т   |   4 вар-т

Олимпиада по физике 11 класс:

1 вар-т   |   2 вар-т   |   3 вар-т   |   4 вар-т

Олимпиады по физике с решением:

Олимпиады с решением по физике 9 класс

Олимпиады с решением по физике 10 класс

Олимпиады с решением по физике 11 класс


Основные законы физики:

Законы динамики
Законы Ома
Законы термодинамики
Закон сохранения энергии
Малекулярная физика
Законы магнетизма
Колебания и волны
Законы Кирхгофа
Закон индукции
Физические постоянные
Законы электромагнетизма
Законы электродинамики


Будь в числе первых!
Открытая группа:
Решение школьных олимпиад.
Решаем, обсуждаем, спорим, помогаем.





Олимпиадные задания по математике, физике, русскому языку и литературе с решением и ответами

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru
^Наверх^