Uzasadnienie:
Naszym zadaniem jest uzupełnienie pustych komórek tabeli wartościami natężenia prądu, które wskazują poszczególne amperomierze. Wiemy, że prąd płynie od bieguna dodatniego do ujemnego, dlatego rozważmy prąd wypływający z bieguna dodatniego i oznaczmy natężenie tego prądu, jako .

Napotykamy węzeł, zatem część prądu o natężeniu popłynie do górnej żarówki, a reszta prądu o natężeniu popłynie do drugiego przewodnika.

Zgodnie z I prawem Kirchhoffa suma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń prądów wypływających z węzła. Zapiszemy więc:
W kolejnym kroku prąd o natężeniu napotyka węzeł, zatem znów część prądu powinna przepłynąć w kierunku dwóch żarówek (natężenie prądu oznaczamy jako ), a druga część powinna popłynąć przez przewodnik w dół (natężenie prądu oznaczymy jako ).

Wówczas, zgodnie z I prawem Kirchhoffa, spełnione jest równanie:
Jednak z drugiej strony prąd o natężeniu również napotyka węzeł. Co za tym idzie, część tego prądu powinna popłynąć do jednej żarówki (natężenie tego prądu oznaczamy jako ), a reszta przez przewodnik w górę, czyli prąd o natężeniu powinien popłynąć w górę.

Wówczas, zgodnie z I prawem Kirchhoffa, powinno być spełnione równanie:
Zastanówmy się teraz, w którą stronę powinien popłynąć prąd o natężeniu . W tabelce podane zostało natężenie prądu wskazywane przez amperomierz , czyli natężenie prądu , oraz natężenie prądu wskazywane amperomierzem , czyli natężenie prądu :
Widzimy więc, że natężenie prądu wpływającego do węzła () jest większa od natężenia prądu wypływającego z węzła ():
Oznacza to, że z tego węzła prąd musi jeszcze wypływać, zatem prąd o natężeniu na pewno płynie na rysunku w przewodniku w dół, czyli poniższa sytuacja jest poprawna:

Zapiszemy więc:
oraz:
W ostatnim etapie prąd o natężeniu i prąd o natężeniu napotyka węzeł. Zgodnie z I prawem Kirchhoffa, z węzła tego będzie wypływać prąd o natężeniu będący sumą natężeń prądów i :

Zapiszmy wszystkie równania, jakie udało nam się znaleźć:
Porównajmy teraz nasz rysunek pomocniczy z rysunkiem obwodu przedstawionego w treści zadania i zapiszmy natężenia prądów, które wskazują poszczególne amperomierze.
- amperomierz wskazuje natężenie prądu ,
- amperomierz wskazuje natężenie prądu ,
- amperomierz wskazuje natężenie prądu ,
- amperomierz wskazuje natężenie prądu , ponieważ dwie żarówki oraz dwa amperomierze są połączone szeregowo, zatem płynie przez nie prąd o tym samym natężeniu,
- amperomierz wskazuje natężenie prądu ,
- amperomierz wskazuje natężenie prądu , które jest równe natężeniu prądu , ponieważ prąd ten wpływa z powrotem do baterii.
Uzupełniamy puste miejsce w tabeli związane ze wskazaniem amperomierza .
| Amperomierze | Natężenie, |
Teraz, z wyznaczonych wcześniej równań, przechodzimy do wyznaczenia natężenia prądu , które wskazuje amperomierz oraz natężenia prądu , które wskazuje amperomierz .
Wracamy do wyznaczonych równań:
Przekształcamy ostatnie równanie tak, aby otrzymać wzór na natężenie prądu :
Podstawiamy dane:
Uzupełniamy komórkę w tabeli:
| Amperomierze | Natężenie, |
Wracamy do pozostałych dwóch równań:
Przekształcamy pierwsze równanie tak, aby otrzymać wzór na natężenie prądu :
Podstawiamy powyższe równanie do drugiego równania:
Przekształcamy powyższe równanie tak, aby wyznaczyć wzór na natężenie prądu :
Podstawiamy dane:
Uzupełniamy komórkę w tabeli:
| Amperomierze | Natężenie, |
Odpowiedź:
Korzystając z I prawa Kirchhoffa uzupełniamy puste komórki tabeli:
| Amperomierze | Natężenie, |
Rafał Guzik
Nauczyciel fizyki
Zobacz lekcje, które wyjaśnią temat krok po kroku:
Tutaj pojawi się lista Twoich książek
Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.

