By rozwiązać takie zadanie trzeba znać podstawowe prawa elektrotechniki.
Czyli prawo Ohma i dwa prawa Kirchhoffa.
Na początek
prawo Ohma
Zobacz na przykład jak będzie zmieniał się prąd pod wpływem zmian napięcia przy stałej rezystancji:
Albo inaczej, mamy stałe napięcie a zmieniamy rezystancję
Rysunki te dobrze ilustrują
prawo Ohma, mówiące iż prąd płynący przez rezystor jest wprost proporcjonalny do napięcia, a odwrotnie proporcjonalny do oporu (rezystancji) tego rezystora.
I prawo Kirchhoffa
Prąd w przewodach i elementach zachowuje się podobnie jak woda płynąca w rurach. Woda po drodze nie może zginąć (rury nie są dziurawe). Ilość wody dopływającej do danego węzła musi być równa ilości wody odpływającej. To oczywiste prawda?
Tak samo jest z prądem: suma prądów dopływających do węzła musi być równa sumie prądów odpływających
Ilustruje to dobrze ten rysunek
A z tego wynika ze w połączeniu szeregowym płynie wszędzie ten sam prąd.
I oto pierwsze prawo Kirchhoffa mamy z głowy.
II prawo Kirchhoffa informuje nas ze napięcie na elementach nie możne przekroczyć napięcia baterii. Zawsze suma spadków napięć (napięć
na odbiornikach) jest równa napięciu źródła(źródeł). Napięcie nie może zginąć ani też pojawić się “znikąd”. I to jest sens drugiego prawa Kirchhoffa
A z tego wynika ze gdy mamy elementy połączone równolegle to musi na nich występować to samo napięcie.
Uzbrojony w te informacje bez trudu rozwiążemy twój schemat.
Twój schemat wygląda tak:
I teraz na podstawie poznanych praw bez trudu możemy napisać takie oto równania:
VB1 = V1 + V4 = V2 + V3 + V4 - II prawo Kirchhoffa
I1 = I2 + I3 - I prawo Kirchhoffa
Od razu też widać, że R2+R3 są połączone równolegle do R1.
A to oznacza że ich wypadkowa rezystancja będzie równa.
Rz = (R2 + R3)||R1 = ((R2+R3)•R1)/((R2+R3)+R1)
W tym wypadku nie trzeba stosować tego wzoru. Wystarczy zauważyć ,że rezystor 100Ω to wypadkowa dwóch rezystorów 200Ω połączonych równolegle.
Do tego dochodzi trzeci rezystor 200Ω złożony z R2+R3 i dlatego Rz obliczymy
Rz = 200Ω/3 = 66.6667Ω
I teraz nasza wypadkowa rezystancja Rz jest połączona szeregowo z R4 .
Dlatego całkowita rezystancja widziana przez baterię wynosi
Rtot = Rz + R4 = 166.6667Ω
Znając
Rtot bez trudu obliczymy prąd
I1 pobierany z baterii i płynący też przez R4.
I1 = VB1/Rtot = 9V/166.667Ω = 54mA
I napięcie na R4 wynosi
V4 = I1•R4 = 5.4V
I tez już będzie z górki bo znając V4 i VB1 bez trudu obliczymy V1 za pomocą II prawa Kirchhoffa.
V1 = VB1 - V4 = 9V - 5.4V = 3.6V
Takie samo napięcie będzie panowało na połączonych szeregowo R2 + R3
V1 = V2+V3 = 3.6V
I skoro znamy V1 bez trudu obliczymy prąd płynący przez R1.
I2 = V1/R2 = 36mA
I prąd I3 obliczymy na dwa sposoby:
I3 = I1 - I2 = 54mA - 36mA = 18mA - I prawo Kirchhoffa
Albo
I3 = (V2+V3)/(R2+R3) = 3.6V/200Ω = 18mA.
I teraz pozostało tylko obliczyć V2 i V3 np tak:
V3 = I3•R3 = 2.16V
V2 = V1 - V3 = 3.6V - 2.16V = 1.44V
albo
V2 = I3•R2 = 18mA•80Ω = 1.44V
I oto koniec.
Polecam staranne przeanalizowanie tego co tu napisałem.