נתון גליל אינסופי שרדיוסו R = 0.015 m R=0.015m R = 0.015 m וצפיפות המטען הנפחית שלו ρ = 0.3 C m 3 \rho=0.3 \frac{C}{m^3} ρ = 0.3 m 3 C .
ציר הסימטריה של הגליל מתלכד עם ציר ה-z ^ \hat{z} z ^ .
הגליל נע במהירות קבועה V ⃗ = 20 z ^ m sec \vec{V}=20\hat{z} \frac{m}{\sec} V = 20 z ^ s e c m .
מהו הזרם דרך מישור x y xy x y ?
לפי דף הנוסחאות אנו יודעים כי J ⃗ = ρ ⋅ v ⃗ \vec{J}=\rho\cdot \vec{v} J = ρ ⋅ v עבור חלקיק יחיד. בנוסף, לפי הגדרת J ⃗ \vec{J} J נקבל:
I = ∮ ∮ J ⃗ ⋅ d s ⃗ = ∮ ∮ J z ^ ⋅ d s z ^ = ∮ ∮ J d s = ∮ ∮ J r d r d φ = ρ V ∫ 0 R ∫ 0 2 π r d r d φ = ρ V R 2 2 ⋅ 2 π I=\oiint \vec{J}\cdot d\vec{s}=\oiint J\hat{z}\cdot ds\hat{z}=\oiint Jds=\oiint Jrdrd\varphi=\rho V\int_{0}^R \int_{0}^{2\pi} rdrd\varphi=\rho V \frac{R^2}{2}\cdot 2\pi I = ∮ ∮ J ⋅ d s = ∮ ∮ J z ^ ⋅ d s z ^ = ∮ ∮ Jd s = ∮ ∮ J r d r d φ = ρ V 0 ∫ R 0 ∫ 2 π r d r d φ = ρ V 2 R 2 ⋅ 2 π
I = π ρ V R 2 = 4.24115 ⋅ 10 − 3 = 0.00424115 [ A ] I=\pi\rho VR^2=4.24115\cdot 10^{-3}=0.00424115\; [A] I = π ρ V R 2 = 4.24115 ⋅ 1 0 − 3 = 0.00424115 [ A ]
זהו בדיוק הזרם דרך מישור x y xy x y .
נתון המעגל החשמלי הבא, המורכב מארבעה נגדים זהים המחוברים כמתואר באיור וסוללה המספקת כא"מ ε \epsilon ε .
הסוללה אידיאלית (ההתנגדות הפנימית שווה ל-0)
מהי ההתנגדות השקולה?
ישנה צומת במעגל, אך נשים לב כי שני הנגדים העליון והתחתון מחוברים בטור שכן עובר דרכם אותו הזרם ולכן:
R T ∗ = R + R = 2 R R_{T}^*=R+R=2R R T ∗ = R + R = 2 R
כעת, נראה כי יש לנו את הנגד השקול החדש שלנו ואת הנגד השמאלי במעגל אשר מחובר אליו במקביל. לכן מתקיים:
1 R T ∗ ∗ = 1 R T ∗ + 1 R = 1 2 R + 1 R = 3 2 R ⟹ R T ∗ ∗ = 2 3 R \frac{1}{R_{T}^{**}}=\frac{1}{R_{T}^*}+\frac{1}{R}=\frac{1}{2R}+\frac{1}{R}=\frac{3}{2R} \implies R_{T}^{**}=\frac{2}{3}R R T ∗∗ 1 = R T ∗ 1 + R 1 = 2 R 1 + R 1 = 2 R 3 ⟹ R T ∗∗ = 3 2 R
כעת, שני הנגדים שנותרו מחוברים בטור ולכן:
R T = R T ∗ ∗ + R = 2 3 R + 3 3 R = 5 3 R R_{T}=R_{T}^{**}+R=\frac{2}{3}R+\frac{3}{3}R=\frac{5}{3}R R T = R T ∗∗ + R = 3 2 R + 3 3 R = 3 5 R
וזוהי התשובה.
על תיל בצורת גליל, בעל מוליכות סגולית אחידה σ \sigma σ ואורך L L L משרים מתח V V V בין בסיסיו.
מה צריך להיות רדיוסו של התיל, a a a על מנת שצפיפות הזרם בו תהיה מקסימלית?
ככל שהרדיוס יקטן כך תגדל צפיפות הזרם
ככל שהרדיוס יגדל כך תגדל צפיפות הזרם
מקסימום זרם מתקבל ב-a = 4 π L 2 a=\sqrt{ 4\pi L^2 } a = 4 π L 2
מקסימום זרם מתקבל ב-a = 4 L 2 π a=\sqrt{ \frac{4L^2}{\pi} } a = π 4 L 2
מקסימום זרם מתקבל ב-a = π L 2 a=\sqrt{ \pi L^2 } a = π L 2
לצפיפות הזרם אין תלות ברדיוס החוט
מקסימום זרם מתקבל ב-a = L 2 4 π a=\sqrt{ \frac{L^2}{4\pi} } a = 4 π L 2
מקסימום זרם מתקבל ב-a = L 2 π a=\sqrt{ \frac{L^2}{\pi} } a = π L 2
נשים לב כי צפיפות זרם הינה:
J = I A = V R A = V σ L J=\frac{I}{A}=\frac{V}{RA}=\frac{V\sigma}{L} J = A I = R A V = L Vσ
כפי שנראה פה אין תלות כלל ב-a a a ולכן התשובה הנכונה היא 6 .
נתון המעגל החשמלי הבא:
נתוני הנגדים:
R 1 = 486 Ω R 2 = 200 Ω R 3 = 100 Ω R 4 = 200 Ω R 5 = 517 Ω R_{1}=486\;\Omega \quad R_{2}=200\;\Omega \quad R_{3}=100\;\Omega \quad R_{4}=200\;\Omega \quad R_{5}=517\; \Omega R 1 = 486 Ω R 2 = 200 Ω R 3 = 100 Ω R 4 = 200 Ω R 5 = 517 Ω
מהי ההתנגדות הכוללת של המעגל המחובר לסוללה? ההתנגדות הפנימית של הסוללה זניחה.
נשים לב כי R 3 , R 4 R_{3},R_{4} R 3 , R 4 מחוברים בטור ולכן:
R 34 = R 3 + R 4 R_{34}=R_{3}+R_{4} R 34 = R 3 + R 4
כעת, הנגדים R 34 , R 2 R_{34},R_{2} R 34 , R 2 מחוברים במקביל ולכן:
1 R 234 = 1 R 34 + 1 R 2 = R 2 + R 34 R 2 R 34 ⟹ R 234 = R 2 R 34 R 2 + R 34 \frac{1}{R_{234}}=\frac{1}{R_{34}}+\frac{1}{R_{2}}=\frac{R_{2}+R_{34}}{R_{2}R_{34}} \implies R_{234}=\frac{R_{2}R_{34}}{R_{2}+R_{34}} R 234 1 = R 34 1 + R 2 1 = R 2 R 34 R 2 + R 34 ⟹ R 234 = R 2 + R 34 R 2 R 34
כעת, קיבלנו שלושה נגדים R 1 , R 234 , R 5 R_{1},R_{234},R_{5} R 1 , R 234 , R 5 המחוברים בטור ולכן:
R T = R 1 + R 234 + R 5 = R 1 + R 2 R 34 R 2 + R 34 + R 5 = R 1 + R 2 ( R 3 + R 4 ) R 2 + R 3 + R 4 + R 5 R_{T}=R_{1}+R_{234}+R_{5}=R_{1}+\frac{R_{2}R_{34}}{R_{2}+R_{34}}+R_{5}=R_{1}+\frac{R_{2}(R_{3}+R_{4})}{R_{2}+R_{3}+R_{4}}+R_{5} R T = R 1 + R 234 + R 5 = R 1 + R 2 + R 34 R 2 R 34 + R 5 = R 1 + R 2 + R 3 + R 4 R 2 ( R 3 + R 4 ) + R 5
לכן מתקבל:
R T = 1123 Ω R_{T}=1123\; \Omega R T = 1123 Ω
וזוהי התשובה.
נתון מעגל חשמלי המורכב מסוללה המספקת מתח V 0 V_{0} V 0 ושלושה נגדים שההתנגדויות שלהם מופיעות באיור.
מהו הזרם דרך הנגד שהתנגדותו 2 R 2R 2 R ?
בטאו את תשובתכם בכפולות של V 0 R \frac{V_{0}}{R} R V 0 .
נתחיל בלחשב את ההתנגדות הכוללת ואז את הזרם העובר דרך הנגדים השונים.
תחילה נראה כי יש לנו שני נגדים המחוברים במקביל ולכן:
1 R 42 = 1 4 R + 1 2 R = 1 4 R + 2 4 R = 3 4 R ⟹ R 42 = 4 3 R \frac{1}{R_{42}}=\frac{1}{4R}+\frac{1}{2R}=\frac{1}{4R}+\frac{2}{4R}=\frac{3}{4R}\implies R_{42}=\frac{4}{3}R R 42 1 = 4 R 1 + 2 R 1 = 4 R 1 + 4 R 2 = 4 R 3 ⟹ R 42 = 3 4 R
כעת, יש לנו שני נגדים המחוברים בטור:
R T = R + R 42 = 3 3 R + 4 3 R = 7 3 R R_{T}=R+R_{42}=\frac{3}{3}R+\frac{4}{3}R=\frac{7}{3}R R T = R + R 42 = 3 3 R + 3 4 R = 3 7 R
כעת, לפי חוק אוהם V = R I V=RI V = R I ולכן:
V 0 = R T I T ⟹ I T = V 0 7 3 R = 3 V 0 7 R V_{0}=R_{T}I_{T}\implies I_{T}=\frac{V_{0}}{\frac{7}{3}R}=\frac{3V_{0}}{7R} V 0 = R T I T ⟹ I T = 3 7 R V 0 = 7 R 3 V 0
לפי הגדרת חיבור בטור אנו יודעים של נגדים המחוברים בטור הזרם נשמר. לכן, נמצא את V 24 V_{24} V 24 שהוא המתח שעובר דרך הנגד R 42 R_{42} R 42 .
V 24 = R 42 I T = 4 3 R ⋅ 3 V 0 7 R = 4 7 V 0 V_{24}=R_{42}I_{T}=\frac{4}{3}R \cdot \frac{3V_{0}}{7R}=\frac{4}{7}V_{0} V 24 = R 42 I T = 3 4 R ⋅ 7 R 3 V 0 = 7 4 V 0
כעת, לפי הגדרת חיבור במקביל אנו יודעים שעל נגדים המחוברים במקביל המתח זהה ולכן:
V 24 = R 2 I 2 = 2 R I 2 = 4 7 V 0 ⟹ I 2 = 2 7 V 0 R = 0.2857142 V 0 R V_{24}=R_{2}I_{2}=2RI_{2}=\frac{4}{7}V_{0} \implies I_{2}=\frac{2}{7} \frac{V_{0}}{R}=0.2857142 \frac{V_{0}}{R} V 24 = R 2 I 2 = 2 R I 2 = 7 4 V 0 ⟹ I 2 = 7 2 R V 0 = 0.2857142 R V 0
וזוהי התשובה הסופית.
נתון נגד בצורת גליל בעל רדיוס a a a ואורך L L L .
הנגד עשוי מחומר בעל התנגדות סגולית התלויה במרחק מציר הגליל: ρ ( r ) = ρ 0 r a \rho(r)=\rho_{0} \frac{r}{a} ρ ( r ) = ρ 0 a r .
מחברים את הבסיסים של הגליל להפרש פוטנציאלים V V V .
מהו הזרם הזורם דרך הנגד?
נצייר סקיצה:
הגליל שלנו הוא לא נגד פשוט ולכן, על מנת לעבוד איתו, נפריד את הגליל שלנו להרבה קליפות גליליות דקות בעלות רדיוס d r dr d r אשר יהיו נגדים פשוטים. לאור כך, נוכל למצוא מה ה-d R dR d R שלהם.
לשם כך נרצה לדעת באיזה חתך עובר הזרם. הזרם חוצה את הבסיס העליון והתחתון אך לא את הפאות ולכן d A = 2 π r d r dA=2\pi rdr d A = 2 π r d r . לכן:
d R = ρ L d A = ρ 0 r a L 2 π r d r = ρ 0 L 2 π a d r dR=\frac{\rho L}{dA}=\rho_{0} \frac{r}{a} \frac{L}{2\pi rdr}=\frac{\rho_{0}L}{2\pi a\,dr} d R = d A ρ L = ρ 0 a r 2 π r d r L = 2 πa d r ρ 0 L
הזרם עובר במקביל לחיתוך הזה ולכן הנגדים החדשים שלנו מחוברים במקביל.
לכן, לפי הנוסחה:
1 R T = ∫ 0 a 1 d R = ∫ 0 a 1 ρ 0 L 2 π a d r = 2 π a ρ 0 L ∫ 0 a d r = 2 π a 2 ρ 0 L \frac{1}{R_{T}}=\int_{0}^a \frac{1}{dR}=\int_{0}^a \frac{1}{\frac{\rho_{0}L}{2\pi a\;dr}}=\frac{2\pi a}{\rho_{0}L}\int_{0}^a dr=\frac{2\pi a^2}{\rho_{0}L} R T 1 = 0 ∫ a d R 1 = 0 ∫ a 2 πa d r ρ 0 L 1 = ρ 0 L 2 πa 0 ∫ a d r = ρ 0 L 2 π a 2
⟹ R T = ρ 0 L 2 π a 2 \implies R_{T}=\frac{\rho_{0}L}{2\pi a^2} ⟹ R T = 2 π a 2 ρ 0 L
לפי חוק אוהם המאקרוסקופי נקבל V = R I V=RI V = R I ולכן:
I = V R = 2 π a 2 V ρ 0 L I=\frac{V}{R}=\frac{2\pi a^2V}{\rho_{0}L} I = R V = ρ 0 L 2 π a 2 V
נתון מעגל חשמלי המורכב מסוללה המספקת מתח של V 0 V_{0} V 0 ושני נגדים המחוברים כמוראה באיור.
לשני הנגדים צורה גלילית, כאשר רדיוס הגליל a a a .
בבסיסי הגלילים יש דסקות דקות העשויות מחומר מוליך אידיאלי (חסרי התנגדות כמו החוטים) כך שכל בסיס של הנגד נוגע כולו בחיבור החשמלי.
הנגד השמאלי עשוי מחומר בעל התנגדות סגולית אחידה ρ 0 \rho_{0} ρ 0 ואורכו a a a .
הנגד הימני עשוי מחומרים שהורכבו כך שהתנגדותו הסגולית גדלה עם המרחק מציר הסימטריה ρ ( r ) = ρ 0 r a \rho(r)=\rho_{0} \frac{r}{a} ρ ( r ) = ρ 0 a r . אורכו 2 a 2a 2 a .
מהו הזרם הזורם במעגל, I I I ?
יש להביע את התשובה ביחידות של V 0 π a ρ 0 \frac{V_{0}\pi a}{\rho_{0}} ρ 0 V 0 πa .
ראינו בשאלה קודמת את ההתנגדות דרך הנגד ρ ( r ) \rho(r) ρ ( r ) והיא R 2 a = ρ 0 2 a 2 π a 2 = ρ 0 π a R_{2a}=\frac{\rho_{0}2a}{2\pi a^2}=\frac{\rho_{0}}{\pi a} R 2 a = 2 π a 2 ρ 0 2 a = πa ρ 0 .
הנגד השני בשאלה הינו נגד פשוט ולכן ההתנגדות שלו הינה R a = ρ 0 L A = ρ 0 a π a 2 = ρ 0 π a R_{a}=\rho_{0} \frac{L}{A}=\rho_{0} \frac{a}{\pi a^2}=\frac{\rho_{0}}{\pi a} R a = ρ 0 A L = ρ 0 π a 2 a = πa ρ 0 .
כעתף יש לנו חיבור בטור של שני נגדים ולכן נקבל:
R T = ρ 0 π a + ρ 0 π a = 2 ρ 0 π a R_{T}=\frac{\rho_{0}}{\pi a}+\frac{\rho_{0}}{\pi a}=\frac{2\rho_{0}}{\pi a} R T = πa ρ 0 + πa ρ 0 = πa 2 ρ 0
לכן, נוכל לחשב כעת את הזרם הזורם במעגל:
V = I R ⟹ I = V R = V 0 2 ρ 0 π a = 1 2 V 0 π a ρ 0 V=IR \implies I=\frac{V}{R}=\frac{V_{0}}{2\frac{\rho_{0}}{\pi a}}=\frac{1}{2} \frac{V_{0}\pi a}{\rho_{0}} V = I R ⟹ I = R V = 2 πa ρ 0 V 0 = 2 1 ρ 0 V 0 πa
וזוהי התשובה.
נתון נגד בצורת תיבה עם מקצועות a × 2 a × 3 a a \times2a\times 3a a × 2 a × 3 a כמתואר באיור.
הנגד עשוי מחומר בעל התנגדות סגולית ρ ( x ) = ρ 0 e − x a \rho(x)=\rho_{0}e^{-\frac{x}{a}} ρ ( x ) = ρ 0 e − a x .
כאשר הזרם זורם בכיוון x ^ \hat{x} x ^ נסמן את ההתנגדות R x R_{x} R x .
כאשר הזרם זורם בכיוון y ^ \hat{y} y ^ נסמן את ההתנגדות R y R_{y} R y .
מהו היחס בין שתי ההתנגדויות R x R y \frac{R_{x}}{R_{y}} R y R x ?
נתחיל מהמצב בו הזרם זורם ב-x ^ \hat{x} x ^ . מכיוון שהנגדות תלויה ב-x ^ \hat{x} x ^ אנו נקבל חיבור בטור של הנגדים הפשוטים אשר נגדיר:
d R = ρ ( x ) d L A = ρ 0 e − x a d x 6 a 2 dR=\rho(x) \frac{dL}{A}=\rho_{0}e^{-\frac{x}{a}} \frac{dx}{6a^2} d R = ρ ( x ) A d L = ρ 0 e − a x 6 a 2 d x
ואז נקבל:
R x = ∫ 0 a d R = ρ 0 6 a 2 ∫ 0 a e − x a d x = ρ 0 6 a 2 ⋅ − a e − x a ∣ 0 a = ρ 0 6 a ( 1 − e − 1 ) = ρ 0 6 a ( 1 − 1 e ) R_{x}=\int_{0}^{a}dR=\frac{\rho_{0}}{6a^2}\int_{0}^{a} e^{-\frac{x}{a}}dx=\left.\frac{\rho_{0}}{6a^2}\cdot -ae^{-\frac{x}{a}}\right\vert_{0}^{a}=\frac{\rho_{0}}{6a}(1-e^{-1})=\frac{\rho_{0}}{6a}\left( 1-\frac{1}{e} \right) R x = 0 ∫ a d R = 6 a 2 ρ 0 0 ∫ a e − a x d x = 6 a 2 ρ 0 ⋅ − a e − a x 0 a = 6 a ρ 0 ( 1 − e − 1 ) = 6 a ρ 0 ( 1 − e 1 )
כעת, נעבור למצב בו הזרם זורם ב-y ^ \hat{y} y ^ . פה אנו מקבלים חיבור במקביל של החברה.
d R = ρ ( x ) L d A = ρ 0 e − x a 2 a 3 a ⋅ d x = 2 3 ρ 0 e − x a ⋅ 1 d x dR=\rho(x) \frac{L}{dA}=\rho_{0}e^{-\frac{x}{a}} \frac{2a}{3a\cdot dx}=\frac{2}{3}\rho_{0}e^{-\frac{x}{a}} \cdot \frac{1}{dx} d R = ρ ( x ) d A L = ρ 0 e − a x 3 a ⋅ d x 2 a = 3 2 ρ 0 e − a x ⋅ d x 1
1 R y = ∫ 0 a 1 d R = 3 2 ρ 0 ∫ 0 a d x e − x a = 3 2 ρ 0 ∫ 0 a e x a d x = 3 2 ρ 0 ⋅ a e x a ∣ 0 a = 3 a 2 ρ 0 ( e − 1 ) \frac{1}{R_{y}}=\int_{0}^{a} \frac{1}{dR}=\frac{3}{2\rho_{0}}\int_{0}^a \frac{dx}{e^{-\frac{x}{a}}}=\frac{3}{2\rho_{0}}\int_{0}^a e^{\frac{x}{a}}dx=\left. \frac{3}{2\rho_{0}}\cdot ae^{\frac{x}{a}} \right\vert_{0}^a=\frac{3a}{2\rho_{0}}(e-1) R y 1 = 0 ∫ a d R 1 = 2 ρ 0 3 0 ∫ a e − a x d x = 2 ρ 0 3 0 ∫ a e a x d x = 2 ρ 0 3 ⋅ a e a x 0 a = 2 ρ 0 3 a ( e − 1 )
R y = 2 ρ 0 3 a ( e − 1 ) R_{y}=\frac{2\rho_{0}}{3a(e-1)} R y = 3 a ( e − 1 ) 2 ρ 0
לכן מתקיים:
R x R y = ρ 0 6 a ( 1 − 1 e ) ⋅ 3 a ( e − 1 ) 2 ρ 0 = e − 1 4 ( 1 − 1 e ) = e − 1 4 ( e − 1 e ) = ( e − 1 ) 2 4 e \frac{R_{x}}{R_{y}}=\frac{\rho_{0}}{6a}\left( 1-\frac{1}{e} \right)\cdot \frac{3a(e-1)}{2\rho_{0}}=\frac{e-1}{4}\left( 1-\frac{1}{e} \right)=\frac{e-1}{4}\left( \frac{e-1}{e} \right)=\frac{(e-1)^2}{4e} R y R x = 6 a ρ 0 ( 1 − e 1 ) ⋅ 2 ρ 0 3 a ( e − 1 ) = 4 e − 1 ( 1 − e 1 ) = 4 e − 1 ( e e − 1 ) = 4 e ( e − 1 ) 2
R x R y = e 2 − 2 e + 1 4 e = 1 4 ( e − 2 + 1 e ) \frac{R_{x}}{R_{y}}=\frac{e^2-2e+1}{4e}=\frac{1}{4}\left( e-2+\frac{1}{e} \right) R y R x = 4 e e 2 − 2 e + 1 = 4 1 ( e − 2 + e 1 )
וזוהי התשובה.
נתון המעגל החשמלי המתואר באיור. דרך הנגד R 4 R_{4} R 4 זורם זרם של 3 A 3A 3 A כלפי מטה כמתואר באמצעות החץ המופיע בתרשים.
על סמך הנתונים המספריים המופיעים על גבי התרשים על התנגדויות ההנגדרים והערך של המתח שמספקת הסוללה הימנית, מצאו מהו המתח שמספקת הסוללה השמאלית.
הסוללות אידיאליות
נשתמש פה בחוקי קירכהוף.
תחילה נסמן את כיווני הזרם.
נבחר את המסלולים שלנו וכעת נוכל לבצע את המשוואות.
ישנה צומת אחת ולכן נדרש ל-0 0 0 משוואות צומת
ישנם 3 3 3 לולאות ולכן נדרש שתי משוואות לולאה.
[סליחה שלא פתרתי את זה במלואו]
V 2 = 9 V V_{2}=9V V 2 = 9 V
נתון מעגל חשמלי בו 5 5 5 נגדים שערכיהם מתוארים בתרשים המחוברים למקור מתח לא אידיאילי שהכא"מ שלו ε = 12 V \epsilon=12V ε = 12 V והתנגדותו הפנימית r = 5 Ω r=5\Omega r = 5Ω .
מצאו את הדרם דרך מקור המתח.
נקבע את הזרמים שלנו:
כעת קיבלנו את המשוואות הבאות:
1. I 1 = I 2 + I 3 2. I 2 = I 4 + I 5 3. I 1 = I 5 + I 6 4. I 6 = I 3 + I 4 5. I 3 R 2 + I 6 R 1 + I 1 r − ε = 0 6. I 2 R 1 + I 5 R 2 + I 1 r − ε = 0 7. I 2 R 1 + I 4 R 3 + I 6 R 1 + I 1 r − ε = 0 \begin{align*}
1.\; & I_{1}=I_{2}+I_{3} \\
2.\; & I_{2}=I_{4}+I_{5} \\
3.\; & I_{1}=I_{5}+I_{6} \\
4.\; & I_{6}=I_{3}+I_{4} \\
5.\; & I_{3}R_{2}+I_{6}R_{1}+I_{1}r-\epsilon=0 \\
6.\; & I_{2}R_{1}+I_{5}R_{2}+I_{1}r-\epsilon=0 \\
7.\; & I_{2}R_{1}+I_{4}R_{3}+I_{6}R_{1}+I_{1}r-\epsilon=0
\end{align*} 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. I 1 = I 2 + I 3 I 2 = I 4 + I 5 I 1 = I 5 + I 6 I 6 = I 3 + I 4 I 3 R 2 + I 6 R 1 + I 1 r − ε = 0 I 2 R 1 + I 5 R 2 + I 1 r − ε = 0 I 2 R 1 + I 4 R 3 + I 6 R 1 + I 1 r − ε = 0
קיבלנו פה שבעה משוואות אשר בשבילן יש לנו שבעה משתנים.
( 5 ) − ( 6 ) : 0 = I 3 R 2 + I 6 R 1 − I 2 R 1 − I 5 R 2 ⟹ I 3 R 2 + I 6 R 1 = I 2 R 1 + I 5 R 2 (5)-(6):\quad 0=I_{3}R_{2}+I_{6}R_{1}-I_{2}R_{1}-I_{5}R_{2}\implies I_{3}R_{2}+I_{6}R_{1}=I_{2}R_{1}+I_{5}R_{2} ( 5 ) − ( 6 ) : 0 = I 3 R 2 + I 6 R 1 − I 2 R 1 − I 5 R 2 ⟹ I 3 R 2 + I 6 R 1 = I 2 R 1 + I 5 R 2
I 3 R 2 + I 3 R 1 + I 4 R 1 = I 4 R 1 + I 5 R 1 + I 5 R 2 I_{3}R_{2}+I_{3}R_{1}+I_{4}R_{1}=I_{4}R_{1}+I_{5}R_{1}+I_{5}R_{2} I 3 R 2 + I 3 R 1 + I 4 R 1 = I 4 R 1 + I 5 R 1 + I 5 R 2
I 3 ( R 2 + R 1 ) = I 5 ( R 1 + R 2 ) ⟹ I 3 = I 5 I_{3}(R_{2}+R_{1})=I_{5}(R_{1}+R_{2}) \implies I_{3}=I_{5} I 3 ( R 2 + R 1 ) = I 5 ( R 1 + R 2 ) ⟹ I 3 = I 5
I 1 = I 2 + I 3 = I 5 + I 6 ⟹ I 2 + I 3 = I 3 + I 6 ⟹ I 2 = I 6 I_{1}=I_{2}+I_{3}=I_{5}+I_{6}\implies I_{2}+I_{3}=I_{3}+I_{6}\implies I_{2}=I_{6} I 1 = I 2 + I 3 = I 5 + I 6 ⟹ I 2 + I 3 = I 3 + I 6 ⟹ I 2 = I 6
I 2 = I 4 + I 5 = I 4 + I 3 ⟹ I 4 = I 2 − I 3 I_{2}=I_{4}+I_{5}=I_{4}+I_{3}\implies I_{4}=I_{2}-I_{3} I 2 = I 4 + I 5 = I 4 + I 3 ⟹ I 4 = I 2 − I 3
נשווה:
− I 3 R 2 = I 3 R 3 − I 2 R 1 − I 2 R 3 ⟹ I 3 ( R 3 + R 2 ) = I 2 ( R 1 + R 3 ) ⟹ I 3 = R 1 + R 3 R 2 + R 3 I 2 -I_{3}R_{2}=I_{3}R_{3}-I_{2}R_{1}-I_{2}R_{3}\implies I_{3}(R_{3}+R_{2})=I_{2}(R_{1}+R_{3}) \implies I_{3}=\frac{R_{1}+R_{3}}{R_{2}+R_{3}}I_{2} − I 3 R 2 = I 3 R 3 − I 2 R 1 − I 2 R 3 ⟹ I 3 ( R 3 + R 2 ) = I 2 ( R 1 + R 3 ) ⟹ I 3 = R 2 + R 3 R 1 + R 3 I 2
I 3 R 2 + I 2 R 1 + I 2 r + I 3 r − ε = I 3 ( R 2 + r ) + I 2 ( R 1 + r ) − ε = 0 I_{3}R_{2}+I_{2}R_{1}+I_{2}r+I_{3}r-\epsilon=I_{3}(R_{2}+r)+I_{2}(R_{1}+r)-\epsilon=0 I 3 R 2 + I 2 R 1 + I 2 r + I 3 r − ε = I 3 ( R 2 + r ) + I 2 ( R 1 + r ) − ε = 0
ε = R 1 + R 3 R 2 + R 3 I 2 ( R 2 + r ) + I 2 ( R 1 + r ) \epsilon=\frac{R_{1}+R_{3}}{R_{2}+R_{3}}I_{2}(R_{2}+r)+I_{2}(R_{1}+r) ε = R 2 + R 3 R 1 + R 3 I 2 ( R 2 + r ) + I 2 ( R 1 + r )
I 2 = ε R 1 + R 3 R 2 + R 3 ( R 2 + r ) + R 1 + r I_{2}=\frac{\epsilon}{\frac{R_{1}+R_{3}}{R_{2}+R_{3}}(R_{2}+r)+R_{1}+r} I 2 = R 2 + R 3 R 1 + R 3 ( R 2 + r ) + R 1 + r ε
ולכן נקבל:
I 3 = R 1 + R 3 R 2 + R 3 ⋅ ε R 1 + R 3 R 2 + R 3 ( R 2 + r ) + R 1 + r I_{3}=\frac{R_{1}+R_{3}}{R_{2}+R_{3}}\cdot\frac{\epsilon}{\frac{R_{1}+R_{3}}{R_{2}+R_{3}}(R_{2}+r)+R_{1}+r} I 3 = R 2 + R 3 R 1 + R 3 ⋅ R 2 + R 3 R 1 + R 3 ( R 2 + r ) + R 1 + r ε
I 1 = I 2 + I 3 = ε R 1 + R 3 R 2 + R 3 ( R 2 + r ) + R 1 + r + R 1 + R 3 R 2 + R 3 ⋅ ε R 1 + R 3 R 2 + R 3 ( R 2 + r ) + R 1 + r I_{1}=I_{2}+I_{3}=\frac{\epsilon}{\frac{R_{1}+R_{3}}{R_{2}+R_{3}}(R_{2}+r)+R_{1}+r}+\frac{R_{1}+R_{3}}{R_{2}+R_{3}}\cdot\frac{\epsilon}{\frac{R_{1}+R_{3}}{R_{2}+R_{3}}(R_{2}+r)+R_{1}+r} I 1 = I 2 + I 3 = R 2 + R 3 R 1 + R 3 ( R 2 + r ) + R 1 + r ε + R 2 + R 3 R 1 + R 3 ⋅ R 2 + R 3 R 1 + R 3 ( R 2 + r ) + R 1 + r ε
I 1 = ε R 1 + R 3 R 2 + R 3 ( R 2 + r ) + R 1 + r ( R 1 + R 3 R 2 + R 3 + 1 ) = ε R 1 + R 3 R 2 + R 3 ( R 2 + r ) + R 1 + r R 1 + R 2 + 2 R 3 R 2 + R 3 I_{1}=\frac{\epsilon}{\frac{R_{1}+R_{3}}{R_{2}+R_{3}}(R_{2}+r)+R_{1}+r}\left(\frac{R_{1}+R_{3}}{R_{2}+R_{3}}+1\right)=\frac{\epsilon}{\frac{R_{1}+R_{3}}{R_{2}+R_{3}}(R_{2}+r)+R_{1}+r} \frac{R_{1}+R_{2}+2R_{3}}{R_{2}+R_{3}} I 1 = R 2 + R 3 R 1 + R 3 ( R 2 + r ) + R 1 + r ε ( R 2 + R 3 R 1 + R 3 + 1 ) = R 2 + R 3 R 1 + R 3 ( R 2 + r ) + R 1 + r ε R 2 + R 3 R 1 + R 2 + 2 R 3
I 1 = ε ( R 1 + R 2 + 2 R 3 ) ( R 1 + R 3 ) ( R 2 + r ) + ( R 1 + r ) ( R 2 + R 3 ) I_{1}=\frac{\epsilon(R_{1}+R_{2}+2R_{3})}{(R_{1}+R_{3})(R_{2}+r)+(R_{1}+r)(R_{2}+R_{3})} I 1 = ( R 1 + R 3 ) ( R 2 + r ) + ( R 1 + r ) ( R 2 + R 3 ) ε ( R 1 + R 2 + 2 R 3 )
נחשב ונקבל:
I 1 = 0.2 A I_{1}=0.2A I 1 = 0.2 A