Yhteenveto ja itsearviointi

Yhteenveto

Vastuskytkentöjen kokonaisresistanssi


  • Sarjaankytkettyjen vastusten kokonaisresistanssi on vastusten resistanssien summa: [[$ R_\text{KOK}=\sum R_i=R_1+R_2+R_3+\ldots $]]

  • Rinnankytkettyjen vastusten kokonaisresistanssin käänteisarvo on vastusten resistanssien käänteisarvojen summa:[[$ \dfrac{1}{R_\text{KOK}}=\sum \dfrac{1}{R_i}=\dfrac{1}{R_\text{1}}+\dfrac{1}{R_\text{2}}+\dfrac{1}{R_\text{3}}+\ldots $]]
  • Vastusten yhdistelmä käyttäytyy niin kuin sen tilalla olisi kokonaisresistanssin omaava yksittäinen vastus.

Kirchhoffin lait ja virtapiirien mallintaminen niiden mukaan


  • Kirchhoffin I lain mukaan saapuvien sähkövirtojen summa on yhtä suuri kuin lähtevien sähkövirtojen summa: [[$ I_1+I_2=I_3+I_4+I_5 $]]​. 
  • Kirchhoffin II lain mukaan potentiaalimuutosten summa on nolla suljetussa virtapiirissä: [[$\Sigma \Delta V=0$]].
  • Vastusten ja paristojen muodostaman haarautuvan kytkennän voi ratkaista seuraavalla menetelmällä:
  1. Merkitään virtapiirin haarojen sähkövirrat ja niiden oletetut kulkusuunnat.
  2. Muodostetaan Kirchhoffin I ja II lain avulla yhtä monta erilaista yhtälöä kuin on tuntemattomia suureita.
  3. Ratkaistaan yhtälöryhmä laskimella tai tietokoneella. Numeerinen käsittely on tavanomaisesta suurelaskennasta poiketen hyväksyttävää. (Katso luvun 5.2 esimerkki 2)

Akku ja paristojen kytkennät

  • Paristo on kertakäyttöinen, mutta akun napajännitteen voi palauttaa lataamalla sen tyhjentymisen jälkeen. Latauksen jälkeen sähkövirtaa tuottavat kemialliset reaktiot voivat jälleen tapahtua.
  • Latauskytkennässä akku kytketään laturiin, jonka jännite on akun jännitettä suurempi. Tällöin virta kulkee lataussuuntaan.
  • Paristoja voidaan kytkeä sarjaan tai rinnan. Tyypillisesti sarjaankytkentä kasvattaa jännitettä ja rinnankytkentä lisää paristojen käyttöaikaa. Paristojen yhdistelmien täsmällinen tarkastelu tehdään Kirchhoffin lakien kautta. 

5. Testaa osaamisesi! (Maks. 10 p.)

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen

1. Valitse oikein.

1.1. Järjestä kytkennät kokonaisresistanssin suuruuden mukaan suurimmasta pienimpään. (2 p.)

Suurin: ,,, :pienin

1.2. Missä vastuksessa tai vastuksista A–E on suurin sähkövirta? Vastukset ovat identtisiä. (1 p.)







1.3. Missä piirissä jännitemittarin lukema on suurin? (1 p.)






1.4. Akkua ladataan piirikaavion mukaisesti. Mitä tiedetään akun ja laturin napajännitteistä.(1 p.)








2. Laske tehtävä vaiheittain ja perustellen. Tämän jälkeen pisteytä ratkaisusi malliratkaisun perusteella. (5 p.)

Kuvan kytkentäkaaviossa pariston lähdejännite on [[$E=\text{8,0 V}$]]. Pariston sisäinen resistanssi on hyvin pieni. Vastusten resistanssit ovat [[$R_1=12 \ \Omega$]], [[$R_2=\text{6,0 } \Omega$]] ja [[$R_3=\text{4,0 } \Omega$]]. Määritä sähkövirrat virtapiirin eri haaroissa.

Näytä ratkaisu

Ratkaisuni pistemäärä:


Tallenna vastauksesi. Testin maksimipistemäärä on 10 p.

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen