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高校物理テスト

キルヒホッフの法則

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問題



この回路を2つの部分に分けて考える.
電流の向きは自由に設定できる.実際には反対だった場合,の値として出てくる.

ここでは図のようにおいた.

回路2では,I2の向きは回路の向きと反対なのでをつける→�B式


回路も自由に設定できる.全体を考えて別の回路のような取り方もできる.


図のような電子回路があり,電池が2つ,抵抗が3つ,つながれている.

キルヒホッフの第1法則により

流れ込む電流=出ていく電流の和

I1=+・・・�@ とおく.

キルヒホッフの第2法則により

起電力=電圧降下(抵抗×電流)の和および電池による電圧降下との和

回路1では,3=20+20I2+・・・�A と表せる.

回路2では,9=−I2+10・・・�B と表せる.

3つの式から連立方程式を解く.

�Aより
20I1+20=3−9=−

10I1+10=−・・・�A′

10I1=−10−

I1=−−0.・・・�A″


�Bより
10I3=20+

I3=2I2+0.・・・�B′


�A″と�B′を�@式に代入.

−I2−0.=I2+2I2+0.

−1.20=I2

I2=−0.

最初にI2の向きは仮においているが,反対の場合はこのようにマイナスで表される.

�A″より I1=−(−0.)−0.30=

�B′より I3=2×(−0.)+0.90=−0.+0.90

=0.

よって I1=(A)で,電流は流れない.

I2は向きが反対で時計回りで0.(A).

I3も0.(A)である.つまり回路2のみで電流が流れる.







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結果:
























  

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