08.09.22 моя Решение задач на закон Кирхгофа. Практикум по решению задач. Законы Кирхгофа применяются для расчета сложных электрических цепей
![]()
|
Решение задач на применение законов Кирхгофа Некрасов Александр Григорьевич, учитель физики Статья относится к разделу : преподавание физики Цели: Образовательная. Формировать понятие электрической цепи и ее элементов. Научится применять законы Кирхгофа для расчета сложных электрических цепей. Развивающая. Совершенствовать умения, активизировать познавательную деятельность учащихся через решение задач на расчет сложных электрических цепей. Воспитательная. Прививать культуру умственного труда, аккуратность, умение анализировать, видеть практическую ценность получаемых знаний, продолжить формирование коммуникативных умений. Вид урока: практикум по решению задач. Законы Кирхгофа применяются для расчета сложных электрических цепей. Первый закон Кирхгофа: ![]() Второй закон Кирхгофа: ![]() Напомним правила знаков. Направления токов в узле выбирается произвольно. Притекающие в узел токи будем брать со знаком плюс, а вытекающие из узла – со знаком минус. Выбираем положительное направление обхода контура (обозначено овалом со стрелкой). Выбираем направление напряжения по направлению тока. Если «направление» напряжения совпадает с направлением обхода контура, то напряжение берется со знаком плюс. В противном случае – со знаком минус. Обозначим стрелкой над ЭДС направление возрастания потенциала (от катода к аноду). Если эта стрелка совпадает с направлением обхода контура, то ![]() Рассмотрим стандартную задачу на расчет сложной электрической цепи постоянного тока. Задача1. Даны две батареи аккумуляторов с ЭДС ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Дано: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Найти: ![]() Решение: Запишем уравнения законов Кирхгофа в соответствии с обозначениями на рисунке. ![]() Так как ![]() ![]() Подставим в полученную систему данные, получим: ![]() ![]() ![]() Решим эту систему по правилу Крамера. Найдем определитель системы: ![]() Дополнительные определители для неизвестных: ![]() ![]() ![]() Искомые значения токов определим по формуле ![]() ![]() Как видно, пришлось находить определители третьего порядка. Напомним один из способов их определения. Схема расчета определителя третьего порядка: ![]() ![]() Рассмотрим другие примеры. Задача2. Резисторы с сопротивлениями ![]() ![]() ![]() ![]() Д ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Решение: Через конденсаторы постоянный ток не протекает. Тогда ток, который протекает по цепи, равен ![]() ![]() Напряжение ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Приведем еще одну задачу в качестве примера применения законов Кирхгофа. Задача 3. В схеме, изображенной на рисунке, ЭДС батареи ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Решение этой задачи, как и предыдущей, в указанных ссылках не приведено. Для решения также воспользуемся законами Кирхгофа. ![]() Составим второе уравнение Кирхгофа при замкнутом ключе К1. Так как катушки индуктивности сверхпроводящие, то их омическое сопротивление равно нулю. Пусть в установившемся режиме сила тока равна ![]() ![]() В некоторый момент времени сила тока равна ![]() ![]() При замыкании ключа К2 соответствующие уравнения примут вид ![]() ![]() Здесь необходимо отметить, что после установившегося режима ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Задача4. Какой должна быть ЭДС ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Д ![]() ![]() ![]() Так как ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Список использованной литературы. Москалев А. Н., Никулова Г. А..Физика. Готовимся к единому государственному экзамену. – М.: Дрофа, 2008. – 224. Физика. Большой справочник для школьников и поступающих в вузы / Ю. И. Дик, В. А. Ильин, Д. А. Исаев и др. – М.: Дрофа, 2008, - 735 с. Отличник ЕГЭ. Физика. Решение сложных задач. Под ред. В. А. Макарова, М. В. Семенова, А. А. Якуты. ФИПИ. – М.: - Интеллект-Центр, 2010.-368 с. |