Tasavirtapiirilaskujen käsittely.

1. Tasavirtapiirien laskennallinen hallinta

2. Tasavirtapiireihin liittyvät peruslait

3. Tasavirtapiireihin liittyvät peruslait Ohmin laki Vakiolämpötilassa komponentissa tapahtuva jännitehäviö on U=RI, missä R on komponentin (esim. vastuksen) resistanssi Ja I sen läpi kulkeva sähkövirta.

4. Tasavirtapiireihin liittyvät peruslait Ohmin laki Vakiolämpötilassa komponentissa tapahtuva jännitehäviö on U=RI, missä R on komponentin (esim. vastuksen) resistanssi Ja I sen läpi kulkeva sähkövirta. Joulen laki Sähköjohdin tai laite, jonka resistanssi on R, kuluttaa virtapiirissä tehon P = UI = RI 2 = U 2 /R, missä U on jännitehäviö Ja I on sähkövirta.

5. Kirchhoffin lait

6. Kirchhoffin lait Kirchhoffin I laki Virtapiirissä haarautumispisteeseen tulevien sähkövirtojen summa on yhtä suuri kuin siitä lähtevien sähkövirtojen summa.

7. Kirchhoffin lait Kirchhoffin I laki Virtapiirissä haarautumispisteeseen tulevien sähkövirtojen summa on yhtä suuri kuin siitä lähtevien sähkövirtojen summa. Kirchhoffin II laki Suljetun virtapiirin jokaisessa umpinaisessa silmukassa lähdejännitteiden E summa on yhtä suuri kuin piirissä tapahtuvien jännitehäviöiden summa.

8. Virtapiirilaskujen suoritusvaiheet

9. Virtapiirilaskujen suoritusvaiheet Merkitse sähkövirtojen suunnat kytkentäkaaviossa. (Jos valitset väärin -> negatiivinen tulos -> vaihda suunta toisinpäin!)

10. Virtapiirilaskujen suoritusvaiheet Merkitse sähkövirtojen suunnat kytkentäkaaviossa. (Jos valitset väärin -> negatiivinen tulos -> vaihda suunta toisinpäin!) Merkitse tarkastelusuunnat virtapiirin silmukoihin.

11. Virtapiirilaskujen suoritusvaiheet Merkitse sähkövirtojen suunnat kytkentäkaaviossa. (Jos valitset väärin -> negatiivinen tulos -> vaihda suunta toisinpäin!) Merkitse tarkastelusuunnat virtapiirin silmukoihin. Muodosta johtimen haarautumiskohtaan Kirchhoffin 1. lain mukainen virtayhtälö.

12. Virtapiirilaskujen suoritusvaiheet Merkitse sähkövirtojen suunnat kytkentäkaaviossa. (Jos valitset väärin -> negatiivinen tulos -> vaihda suunta toisinpäin!) Merkitse tarkastelusuunnat virtapiirin silmukoihin. Muodosta johtimen haarautumiskohtaan Kirchhoffin 1. lain mukainen virtayhtälö. Valitse suljetussa virtapiirissä ”lähtöpiste”.

13. Virtapiirilaskujen suoritusvaiheet Merkitse sähkövirtojen suunnat kytkentäkaaviossa. (Jos valitset väärin -> negatiivinen tulos -> vaihda suunta toisinpäin!) Merkitse tarkastelusuunnat virtapiirin silmukoihin. Muodosta johtimen haarautumiskohtaan Kirchhoffin 1. lain mukainen virtayhtälö. Valitse suljetussa virtapiirissä ”lähtöpiste”. Sovella Kirchhoffin 2. lakia suljettuihin virtapiireihin: merkkisäännöt ->

14. tarkastelusuunta Merkkisäännöt

15. tarkastelusuunta Merkkisäännöt ∆ V = +E - +

16. tarkastelusuunta Merkkisäännöt ∆ V = +E ∆ V = -E - + - +

17. tarkastelusuunta Merkkisäännöt ∆ V = +E ∆ V = -E ∆ V = -RI - + - + I

18. tarkastelusuunta Merkkisäännöt ∆ V = +E ∆ V = -E ∆ V = -RI ∆ V = +RI - + - + I I

19. Esimerkki 1 Laske virtapiirissä kulkevan sähkövirran suuruus. E 2 =8,0 V R s2 =0,5 Ω R 1 =2,0 Ω R 2 =3,0 Ω E 1 =5,0 V R s1 =1,5 Ω + - + -

20. Esimerkki 1 Laske virtapiirissä kulkevan sähkövirran suuruus. Ratkaisu: Merkitään oletettu sähkövirran suunta ja kiertosuunta sekä aloituspiste A -> E 2 =8,0 V R s2 =0,5 Ω R 1 =2,0 Ω R 2 =3,0 Ω E 1 =5,0 V R s1 =1,5 Ω + - + -

21. Esimerkki 1 Laske virtapiirissä kulkevan sähkövirran suuruus. Ratkaisu: Merkitään oletettu sähkövirran suunta ja kiertosuunta sekä aloituspiste A -> I E 2 =8,0 V R s2 =0,5 Ω R 1 =2,0 Ω R 2 =3,0 Ω E 1 =5,0 V R s1 =1,5 Ω + - + -

22. Esimerkki 1 Laske virtapiirissä kulkevan sähkövirran suuruus. Ratkaisu: Merkitään oletettu sähkövirran suunta ja kiertosuunta sekä aloituspiste A -> I E 2 =8,0 V R s2 =0,5 Ω R 1 =2,0 Ω R 2 =3,0 Ω E 1 =5,0 V R s1 =1,5 Ω + - + -

23. Esimerkki 1 Laske virtapiirissä kulkevan sähkövirran suuruus. Ratkaisu: Merkitään oletettu sähkövirran suunta ja kiertosuunta sekä aloituspiste A -> I E 2 =8,0 V R s2 =0,5 Ω R 1 =2,0 Ω R 2 =3,0 Ω E 1 =5,0 V R s1 =1,5 Ω + - + - A

24. Esimerkki 1 Laske virtapiirissä kulkevan sähkövirran suuruus. Ratkaisu: Merkitään oletettu sähkövirran suunta ja kiertosuunta sekä aloituspiste A -> I Kirchoffin 2. laki -> E 2 =8,0 V R s2 =0,5 Ω R 1 =2,0 Ω R 2 =3,0 Ω E 1 =5,0 V R s1 =1,5 Ω + - + - A

25. Esimerkki 1 Laske virtapiirissä kulkevan sähkövirran suuruus. Ratkaisu: Merkitään oletettu sähkövirran suunta ja kiertosuunta sekä aloituspiste A -> I Kirchoffin 2. laki -> E 2 =8,0 V R s2 =0,5 Ω R 1 =2,0 Ω R 2 =3,0 Ω E 1 =5,0 V R s1 =1,5 Ω + - + - A

26. Esimerkki 1 Laske virtapiirissä kulkevan sähkövirran suuruus. Ratkaisu: Merkitään oletettu sähkövirran suunta ja kiertosuunta sekä aloituspiste A -> I Kirchoffin 2. laki -> E 2 =8,0 V R s2 =0,5 Ω R 1 =2,0 Ω R 2 =3,0 Ω E 1 =5,0 V R s1 =1,5 Ω + - + - A

27. Esimerkki 1 Laske virtapiirissä kulkevan sähkövirran suuruus. Ratkaisu: Merkitään oletettu sähkövirran suunta ja kiertosuunta sekä aloituspiste A -> I Kirchoffin 2. laki -> Vastaus: 0,43 A ja sähkövirran kiertosuunta päinvastainen! E 2 =8,0 V R s2 =0,5 Ω R 1 =2,0 Ω R 2 =3,0 Ω E 1 =5,0 V R s1 =1,5 Ω + - + - A

28. Esimerkki 2 Laske virtapiirissä kulkevien sähkövirtojen suuruudet. E 2 =5,0 V R s2 =2,0 Ω R=30,0 Ω E 1 =15,0 V R s1 =1,0 Ω + - + -

29. Esimerkki 2 Laske virtapiirissä kulkevien sähkövirtojen suuruudet. Ratkaisu: Merkitään oletetut sähkövirtojen suunnat ja kiertosuunnat sekä aloituspiste(et) A -> E 2 =5,0 V R s2 =2,0 Ω R=30,0 Ω E 1 =15,0 V R s1 =1,0 Ω + - + -

30. Esimerkki 2 Laske virtapiirissä kulkevien sähkövirtojen suuruudet. Ratkaisu: Merkitään oletetut sähkövirtojen suunnat ja kiertosuunnat sekä aloituspiste(et) A -> I 1 I 2 I 3 E 2 =5,0 V R s2 =2,0 Ω R=30,0 Ω E 1 =15,0 V R s1 =1,0 Ω + - + -

31. Esimerkki 2 Laske virtapiirissä kulkevien sähkövirtojen suuruudet. Ratkaisu: Merkitään oletetut sähkövirtojen suunnat ja kiertosuunnat sekä aloituspiste(et) A -> I 1 I 2 I 3 1) 2) E 2 =5,0 V R s2 =2,0 Ω R=30,0 Ω E 1 =15,0 V R s1 =1,0 Ω + - + -

32. Esimerkki 2 Laske virtapiirissä kulkevien sähkövirtojen suuruudet. Ratkaisu: Merkitään oletetut sähkövirtojen suunnat ja kiertosuunnat sekä aloituspiste(et) A -> I 1 I 2 I 3 1) 2) A 1 A 2 E 2 =5,0 V R s2 =2,0 Ω R=30,0 Ω E 1 =15,0 V R s1 =1,0 Ω + - + -

33. I 1 I 2 I 3 1) 2) A 1 A 2 Muodostetaan Kirchhoffin yhtälöt -> E 2 =5,0 V R s2 =2,0 Ω R=30,0 Ω E 1 =15,0 V R s1 =1,0 Ω + - + -

34. I 1 I 2 I 3 1) 2) A 1 A 2 Muodostetaan Kirchhoffin yhtälöt -> E 2 =5,0 V R s2 =2,0 Ω R=30,0 Ω E 1 =15,0 V R s1 =1,0 Ω + - + -

35. I 1 I 2 I 3 1) 2) A 1 A 2 Muodostetaan Kirchhoffin yhtälöt -> E 2 =5,0 V R s2 =2,0 Ω R=30,0 Ω E 1 =15,0 V R s1 =1,0 Ω + - + -

36. I 1 I 2 I 3 1) 2) A 1 A 2 Muodostetaan Kirchhoffin yhtälöt -> E 2 =5,0 V R s2 =2,0 Ω R=30,0 Ω E 1 =15,0 V R s1 =1,0 Ω + - + -

37. I 1 I 2 I 3 1) 2) A 1 A 2 Ratkaistaan yhtälöryhmä -> Muodostetaan Kirchhoffin yhtälöt -> E 2 =5,0 V R s2 =2,0 Ω R=30,0 Ω E 1 =15,0 V R s1 =1,0 Ω + - + -

38. I 1 I 2 I 3 1) 2) A 1 A 2 Ratkaistaan yhtälöryhmä -> Muodostetaan Kirchhoffin yhtälöt -> E 2 =5,0 V R s2 =2,0 Ω R=30,0 Ω E 1 =15,0 V R s1 =1,0 Ω + - + -