Определить силы токов в резисторах электрической цепи

[Антон Огурцевич]

Определить силы токов в резисторах электрической цепи при заданных значениях ЭДС источников тока (Е₁ = 2 В, Е₂ = 5 В) и сопротивлений резисторов (R₁ = 5 Ом, R₂ = 1 Ом, R₃ = 3 Ом). Схему цепи и числовые данные выбрать по прилагаемой таблице 1 и рисунку 1. Сделать рисунок.

[Сергей]

Решение.
Для цепи применим правила Кирхгофа:
Первое правило – сумма токов, подходящих к узлу, равна сумме токов, выходящих из узла.
Второе правило – в любом замкнутом контуре сложной цепи сумма действующих ЭДС равна сумме падений напряжения на сопротивлениях этого контура, причем электродвижущие силы берем со знаком плюс если они повышают потенциал по направлению обхода (переходим от минуса к плюсу), и со знаком минус, если понижают.
Составим уравнения (рис).

I₃ + I₁ = I₂   (1).
E ₂ = I₂∙R₂ + I₃∙R₃    (2).
E₁ +E ₂ = I₁∙R₁ + I₂∙R₂   (3).

Из (3) выразим I₁, из (2) выразим I₃, подставим I₁ и I₃ в (1) выразим I₂:

\[ \begin{align}
  & {{I}_{1}}=\frac{{{\xi }_{1}}+{{\xi }_{2}}-{{R}_{2}}\cdot {{I}_{2}}}{{{R}_{1}}}\ \ \ (4),\ {{I}_{3}}=\frac{{{\xi }_{2}}-{{R}_{2}}\cdot {{I}_{2}}}{{{R}_{3}}}\ \ \ (5), \\
 & \ {{I}_{2}}=\frac{{{\xi }_{1}}+{{\xi }_{2}}-{{R}_{2}}\cdot {{I}_{2}}}{{{R}_{1}}}+\frac{{{\xi }_{2}}-{{R}_{2}}\cdot {{I}_{2}}}{{{R}_{3}}},\ {{I}_{2}}=\frac{{{\xi }_{1}}+{{\xi }_{2}}}{{{R}_{1}}}-\frac{{{R}_{2}}\cdot {{I}_{2}}}{{{R}_{1}}}+\frac{{{\xi }_{2}}}{{{R}_{3}}}-\frac{{{R}_{2}}\cdot {{I}_{2}}}{{{R}_{3}}}, \\
 & {{I}_{2}}+\frac{{{R}_{2}}\cdot {{I}_{2}}}{{{R}_{1}}}+\frac{{{R}_{2}}\cdot {{I}_{2}}}{{{R}_{3}}}=\frac{{{\xi }_{1}}+{{\xi }_{2}}}{{{R}_{1}}}+\frac{{{\xi }_{2}}}{{{R}_{3}}},\ {{I}_{2}}=\frac{\frac{{{\xi }_{1}}+{{\xi }_{2}}}{{{R}_{1}}}+\frac{{{\xi }_{2}}}{{{R}_{3}}}}{1+\frac{{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}}+\frac{{{R}_{2}}}{{{R}_{3}}}}\ \ \ (6). \\
\end{align} \]

I₂ = 2,0 А.
Подставим I₂ в (4) и (5) найдем токи I₁ и I₃.
I₁ = 1,0 А, I₃ = 1,0 А,