電気回路第1スライド4-1 電気回路第1 第4回 ー網目電流法と演習ー 目次 2網目電流の設定 (今回はこれだけです。)
! 網目電流の設定 電気回路第1 第4回 ー網目電流法と演習ー 今回は、網目電流をの設定の仕方 こちらは、 と 網目電流方程式の立て方 スライドの終了 電気回路第1 第4回 ー網目電流法と演習ー 網目電流の設定 電気回路第1スライド4-2-1 今回は、網目電流をの設定の仕方 こちらは、 と 網目電流方程式の立て方 を述べて、 簡単な演習を行います。 網目電流をの設定は、各網に1個の電流を設定 することです。 ①網目電流は各網目に1個設定するのが基本。 ②このとき、i2のループを考える。 ③i2は全部の抵抗を流れる。 ④i1の電圧降下は向きが逆なのでマイナス。 ⑤i3やi5も同様にマイナス。 ⑥となりの網目電流に抵抗を掛けて引くと起電力。 前回からの演習問題の 解答です。 !
! 網目電流の設定 電気回路第1 第4回 ー網目電流法と演習ー この回路で、 電源の所を含め、 7つの 少し大きめの回路を考えます。 スライドの終了 電気回路第1 第4回 ー網目電流法と演習ー 網目電流の設定 電気回路第1スライド4-2-2 この回路で、 電源の所を含め、 7つの 少し大きめの回路を考えます。 ループを設定すると良い。 このとき、 i2 i1 i3 i0 i5 i4 i6 i2 のループの 電圧平衡の方程式は、 ①網目電流は各網目に1個設定するのが基本。 ②このとき、i2のループを考える。 ③i2は全部の抵抗を流れる。 ④i1の電圧降下は向きが逆なのでマイナス。 ⑤i3やi5も同様にマイナス。 ⑥となりの網目電流に抵抗を掛けて引くと起電力。 前回からの演習問題の 解答です。 !
! 網目電流の設定 電気回路第1 第4回 ー網目電流法と演習ー R2 この回路で、 電源の所を含め、 7つの ループを設定すると良い。 スライドの終了 電気回路第1 第4回 ー網目電流法と演習ー 網目電流の設定 電気回路第1スライド4-2-3 R2 この回路で、 電源の所を含め、 7つの ループを設定すると良い。 このとき、 i2 のループの 電圧平衡の方程式は、 R12 R23 i2 i1 i3 i0 i5 i4 i6 i2 は 自分のループの全抵抗に流れ、 R25 ( )i2 R2 +R23 +R25 +R12 電圧降下。 ①網目電流は各網目に1個設定するのが基本。 ②このとき、i2のループを考える。 ③i2は全部の抵抗を流れる。 ④i1の電圧降下は向きが逆なのでマイナス。 ⑤i3やi5も同様にマイナス。 ⑥となりの網目電流に抵抗を掛けて引くと起電力。 前回からの演習問題の 解答です。 !
! 網目電流の設定 電気回路第1 第4回 ー網目電流法と演習ー R2 R23 R12 R25 i2の電圧降下: R2 +R23 +R25 スライドの終了 電気回路第1 第4回 ー網目電流法と演習ー 網目電流の設定 電気回路第1スライド4-2-4 R2 R23 R12 R25 i2の電圧降下: R2 +R23 +R25 +R12 ( )i2 (全部の抵抗プラスで) i2 i1 i3 i0 i5 i4 i6 i1による電圧降下は、 一方、 例えば、 i1とi2の間の 抵抗R12 に i2 と 逆向きに i1 が 流れるため、 電圧降下は負で、 -R12i1 となる。 ①網目電流は各網目に1個設定するのが基本。 ②このとき、i2のループを考える。 ③i2は全部の抵抗を流れる。 ④i1の電圧降下は向きが逆なのでマイナス。 ⑤i3やi5も同様にマイナス。 ⑥となりの網目電流に抵抗を掛けて引くと起電力。 前回からの演習問題の 解答です。 !
! 網目電流の設定 電気回路第1 第4回 ー網目電流法と演習ー R2 R23 R12 R25 i2の電圧降下: R2 +R23 +R25 スライドの終了 電気回路第1 第4回 ー網目電流法と演習ー 網目電流の設定 電気回路第1スライド4-2-5 R2 R23 R12 R25 i2の電圧降下: R2 +R23 +R25 +R12 ( )i2 (全部プラス) i1の電圧降下:-R12i1 i2 i1 i3 i0 i5 i4 i6 (マイナス) 同様に、 i3の電圧降下も :-R23i3 (マイナス) 間の抵抗R23に、 i5の電圧降下も 逆向きに流れるので、 :-R25i5(マイナス) -R23i3 となる。 ①網目電流は各網目に1個設定するのが基本。 ②このとき、i2のループを考える。 ③i2は全部の抵抗を流れる。 ④i1の電圧降下は向きが逆なのでマイナス。 ⑤i3やi5も同様にマイナス。 ⑥となりの網目電流に抵抗を掛けて引くと起電力。 前回からの演習問題の 解答です。 !
(R2+R23+R25+R12)i2-R12i1-R23i3-R25i5=0 スライドの終了 電気回路第1 第4回 ー網目電流法と演習ー 網目電流の設定 電気回路第1スライド4-2-6 R2 R23 R12 R25 i2の電圧降下: R2 +R23 +R25 +R12 ( )i2 i1の電圧降下:-R12i1 (マイナス) i5の電圧降下:-R25i5(マイナス) i3の電圧降下:-R23i3 i2のループで、 i2に全抵抗を掛け 隣の電流に間の抵抗を掛けて引く i2 i1 i3 i0 i5 i4 i6 これが起電力の和に等しい。 (R2+R23+R25+R12)i2-R12i1-R23i3-R25i5=0 これらを合計して、 が電圧平衡の方程式ですが、 ①網目電流は各網目に1個設定するのが基本。 ②このとき、i2のループを考える。 ③i2は全部の抵抗を流れる。 ④i1の電圧降下は向きが逆なのでマイナス。 ⑤i3やi5も同様にマイナス。 ⑥となりの網目電流に抵抗を掛けて引くと起電力。 前回からの演習問題の 解答です。 !
!! 発展1:前回からの演習課題 [1] 次の回路で、抵抗R3に電流が流れない条件を求めなさい。 R2 R1 R3 R4 R5 E R6 i2 左の網目電流を用いて、 R2(i1 + i2)+ R3 i1 + R6( i1 + i2-i4) = 0 R2(i1 + i2)+ R1 i2 + R4(i2-i3) + R6( i1 + i2-i4) = 0 R4(-i2 + i3) + R5 i3 + R7( i3-i4) = 0 R6(-i1-i2 + i4) + R7 (-i3 + i4) = E となります。これを解いて、 i1 = 0 とすると、 (R2+R6)R4R7-R6 (R1+R4) (R4+R5+R7) +R42R6 = 0 となります。例として、 R1= R2= R3= R5= R6= 1 [Ω]、 R4= 10 [Ω]、R7= 2.333 [Ω]などがあると思います。 方程式が立てられればOKです。 i3 i1 i4 [2] 上の回路で、 R3、 R4ともに電流が流れないことはないことを示しなさい。 ただし、 R1~R7およびEはどれも0ではないとする。 R2 R1 R3 R4 R5 E R6 R7 I1 I2 I3 = I4 = 0 のとき、中央のループで、電圧平衡の式は、 I1 R1+ I4 R4+ I3 R3 = 0 これより、I1 = 0となるが、左上、右上の点の電流連続から、I2 = 0 、I5 = 0 となる。一方、一番大きいループでの電圧平衡は、 I2R2+ I1R1+ I5R5= E となるが、左辺はすべて0になるので題意と矛盾する。 I4 ここをクリックしてもとの スライドに帰りましょう。 !! I3 I5