Jak rozumieć kierunek prądu i stosować prawa Ohma/Kirchhoffa?

Witam serdecznie, mam problem z zadaniami pewnego typu, z liczeniem w układach zamkniętych jakoś mi idzie, ale trudno mi znaleźć przykłady rozwiązań takich zadań jak w załączniku, niby znam prawo Ohma i Kirchhoffa, ale jestem zupełnie początkujący w elektryce jak i ogólnie fizyce więc nie jestem pewien, mam też lekkie problemy z zrozumieniem kierunku prądu w zadaniach, fakt że w teorii prąd płynie od - do +, ale oficjalniej jest na odwrót mnie dosyć mocno myli i nie jestem pewien jak do tego się odnosić w zadaniach, więc byłbym wdzięczny, gdyby ktoś mi jakoś dokładniej wytłumaczył to wraz z którymś z przykładów.

Żeby jakoś ułatwić wytknięcie czegoś co robię źle i dać bardziej do zrozumienia z czym dokładnie mam problem, napiszę pełne moje rozumowanie dla 3 i 1 przykładu.
(przez U0, U1, U2 mam na myśli napięcie jakie przepływa przez rezystor na danej gałęzi)

Trzeci przykład:
W lewej odnodze potencjał na końcu jest wyższy, więc prąd płynie do środka, a więc U1 = 9V - 7V = 2V, wtedy I1 = 2V/1kΩ = 2mA
W górnej także na końcu jest wyższy, znowu prąd płynie do środka i wtedy: U2 = 6V, I2 = 3mA;
Z prawa Kirchhoffa: I1 + I2 - I0 = 0, więc I0 = 5mA, skoro natężenie I0 skierowane od środka jest dodatnie, to prąd płynie od środka, więc potencjał na końcu jest niższy od +7V, napięcie w źródle płynie od - do + i jest przed rezystorem więc trzeba odjąć ten 1V od napięcia które idzie do rezystora, wtedy U0 = 7 - V - 1, ale jednocześnie U0 = 3kΩ * 5mA = 15V, więc 6 - V = 15, V = -9;

Pierwszy przykład:
W lewej odnodze potencjał na końcu jest niższy, więc prąd płynie od środka, U2 = 1-(-1) = 2V, I2 = U2 / R2 = 1mA
W górnej odnodze zaczynają się dla mnie schody i niepewności, niby potencjał u góry jest większy więc prąd płynie do środka, ale stosując prawo Ohma tak samo jak w ostatnim przykładzie, źródło za rezystorem nie miało by niby żadnego znaczenia, bo z góry do rezystora idzie 5V, wtedy I1 = 2,5mA, chyba że chodzi o różnicę potencjałów między rezystorem, wtedy z góry idzie 6V, a z dołu 1V wzmocniony o 3V z źródła czyli 4V, wtedy I1 = 1mA, ale wtedy oznaczało by to że I0 = 0 z prawa Kirchhoffa co miało by jeszcze mniej sensu, więc zakładam że chodzi o te 2,5mA.
Wtedy z Kirchhoffa, 2,5mA - 1mA - I0 = 0, więc I0 = 1,5mA, a więc prąd płynie z środka, bo I0 o takim zwrocie jest dodatnie.
Wtedy U0 = 1 - V, jednocześnie U0 = 4kΩ * 1,5mA = 6 V, 1- V = 6 więc szukane V = -5V.



Tutaj owe przykłady:


Serdecznie pozdrawiam

Mankae napisał:

fakt że w teorii prąd płynie od - do +, ale oficjalniej jest na odwrót

W przyjętej teorii prąd (czyli umownie) płynie od + do -. W rzeczywistości jest tak, że to elektrony odpowiadają głównie za ten nasz prąd, a same w sobie naładowane są ujemnie, więc dążą do ładunku dodatniego.

Mankae napisał:

mam na myśli napięcie jakie przepływa przez rezystor na danej gałęzi

Napięcie nie płynie, więc nie może przepływać. Kolega myśli o natężeniu.

Mankae napisał:

napięcie w źródle płynie od - do +

Tego niestety nie da się niestety zrozumieć.

Natomiast samo myślenie i rozwiązywanie zadań jest poprawne.

Co do przykładu trzeciego, to generalnie to źródło napięcia w tej konkretnej gałęzi nie wprowadza istotnych zmian. Natomiast miałoby znaczenie istotnie przy rozważaniu całego obwodu. Skoro potencjały pomiędzy punktami są ustalone, to coś je w taki sposób wymusiło i ukierunkowało przepływ prądu w konkretnym kierunku.
Wyobraź sobie dwa przeciwstawnie ustawione źródła napięcia, przykładowo 2V i 1V, jedno źródło wymusi przepływ prądu na drugim, w przypadku obwodu zamkniętego. Z bilansu napięć wyjdzie, że w ogólnym rozważaniu mamy wtedy jedno źródło o napięciu 1V (znak będzie miał znaczenie w obwodzie, więc rozmawiamy o module teraz).

kozi966 napisał:

Mankae napisał:

mam na myśli napięcie jakie przepływa przez rezystor na danej gałęzi

Napięcie nie płynie, więc nie może przepływać. Kolega myśli o natężeniu.

Racja, mój błąd

kozi966 napisał:

Mankae napisał:

napięcie w źródle płynie od - do +

Tego niestety nie da się niestety zrozumieć.

W tym trzecim przykładzie, gałęzi na prawo miałem na myśli to, że jak już zwróciłeś mi uwagę natężenie płynie od - do +, więc napięcie z tego źródła należy odjąć od napięcia które dochodzi do rezystora jako, że idzie w kierunku przeciwnym niż wskazują na to potencjały.

Mankae napisał:

natężenie płynie od - do +,

Natężenie jest określeniem, więc jakim cudem "płynie"? To tak jakbyś powiedział, że "wysokość góry" płynie. Albo "zmęczony" płynie. Tak można pisać w wierszach, ale nie w zadaniach z elektrotechniki. Poprawnie jest "prąd płynie", albo "płynie prąd o natężeniu xxx ampera".
Podobnie początkujący (a często i niby doświadczeni, ale niedouczeni) elektrycy niepoprawnie używają określenia "napięcie prądu". Otóż prąd nie ma napięcia! I nigdy nie miał!!! Prąd płynie pod wpływem napięcia (czyli różnicy potencjałów), ale nie można mówić o "napięciu prądu". Napięcie bywa elektryczne, ale nigdy nie ma "napięcia prądu"!
Natomiast określenia "prąd" i "natężenie prądu" używa się wymiennie. Elektryk wie i rozumie, że są to pojęcia tożsame. Można mówić i tak, i tak.

W polskim języku oraz w oficjalnej nomenklaturze wyróżniamy dwa pojęcia prądu.
1. Prąd jako pojęcie ogólne np. jaki mamy prąd w Polsce i tu odpowiedź brzmi trójfazowy o f=50 Hz i napięciu przewodowym 400 V oraz jednofazowym 230 V (NN).
2. Pojęcie prąd w ścisłym powiązaniu z natężeniem prądu, przykład - jaki płynie prąd ? 24 ampery.

Napięcie prądu- w rozumieniu napięcie w sieci po stronie NN. Tu nie ma żadnego błędu w nazewnictwie gdyż "prąd" jest pojęciem ogólnym i jednocześnie ściśle powiązany z natężeniem prądu.

Co do oznakowania prądu, Europa strzałkuje od + do - ,a we Francji odwrotnie. Nie ma to żadnego znaczenia ani w praktyce ani w teorii pod jednym wszak warunkiem, jeżeli przyjmiemy strzałkowanie od + do - to musimy się go trzymać od początku do końca zadania, projektu itp.

Aleksander_01 napisał:

Napięcie prądu- w rozumieniu napięcie w sieci po stronie NN. Tu nie ma żadnego błędu w nazewnictwie gdyż "prąd" jest pojęciem ogólnym i jednocześnie ściśle powiązany z natężeniem prądu.

Mylisz się i to bardzo. Bo czym jest napięcie? Rożnicą potencjałów! Różnicą! A do różnicy potrzebne są dwa składniki. Prąd nie jest dwoma składnikami. Tak jak Ty nie jesteś dwojgiem ludzi na raz.
W technice określenia muszą być ścisłe, to nie jest i być nie może poetyka języka.

Aleksander_01 napisał:

W polskim języku oraz w oficjalnej nomenklaturze wyróżniamy dwa pojęcia prądu.
1. Prąd jako pojęcie ogólne np. jaki mamy prąd w Polsce i tu odpowiedź brzmi trójfazowy o f=50 Hz i napięciu przewodowym 400 V oraz jednofazowym 230 V (NN).
2. Pojęcie prąd w ścisłym powiązaniu z natężeniem prądu, przykład - jaki płynie prąd ? 24 ampery.

Napięcie prądu- w rozumieniu napięcie w sieci po stronie NN. Tu nie ma żadnego błędu w nazewnictwie gdyż "prąd" jest pojęciem ogólnym i jednocześnie ściśle powiązany z natężeniem prądu.

Co do oznakowania prądu, Europa strzałkuje od + do - ,a we Francji odwrotnie. Nie ma to żadnego znaczenia ani w praktyce ani w teorii pod jednym wszak warunkiem, jeżeli przyjmiemy strzałkowanie od + do - to musimy się go trzymać od początku do końca zadania, projektu itp.

W jakim celu wprowadza kolega zamęt autorowi?
To nie jest dział do rozmówek potocznych.

Aleksander_01 napisał:

Co do oznakowania prądu, Europa strzałkuje od + do - ,a we Francji odwrotnie. Nie ma to żadnego znaczenia ani w praktyce ani w teorii pod jednym wszak warunkiem, jeżeli przyjmiemy strzałkowanie od + do - to musimy się go trzymać od początku do końca zadania, projektu itp.

W takim razie źle mam policzone te przykłady? Bo robiłem, że prąd płynie z większego potencjału do mniejszego ale jednocześnie na źródłach że z - do +

Przy okazji, znalazłem w internecie jedno rozwiązanie podobnego zadania ale to jak tutaj jest to zrobione jeszcze tylko bardziej mi zamąciło, licząc tą samą drogą co wcześniej wychodzą mi zupełnie inne wartości:

Ok, rozumiem Twój problem - rozpędziłem się ze stwierdzeniem, że rozwiązujesz dobrze (nie doczytałem, mój błąd).

Wróćmy zatem do przykładu trzeciego:

Mankae napisał:

chyba że chodzi o różnicę potencjałów między rezystorem, wtedy z góry idzie 6V, a z dołu 1V wzmocniony o 3V z źródła czyli 4V, wtedy I1 = 1mA, ale wtedy oznaczało by to że I0 = 0 z prawa Kirchhoffa co miało by jeszcze mniej sensu, więc zakładam że chodzi o te 2,5mA.

Pogrubione jest złym założeniem.

Twoje obliczenie, gdzie I1 = 1mA ma sens, wtedy potencjały pomiędzy rezystorem są sobie równe, a prąd I0=0.

Napisałem przecież, że źródło napięcia nie wprowadza istotnych zmian, bo masz już określone napięcia na węzłach.

Twój wycinek obwodu wygląda tak:


Co możesz zastąpić takim obwodem (6V-1V=5V):

Mankae napisał:

Przy okazji, znalazłem w internecie jedno rozwiązanie podobnego zadania ale to jak tutaj jest to zrobione jeszcze tylko bardziej mi zamąciło, licząc tą samą drogą co wcześniej wychodzą mi zupełnie inne wartości:

To zadanie jest poprawnie rozwiązane. Znak minus w rozwiązaniu oznacza tylko tyle, że prąd Jo płynie w przeciwna stroną niż zaznaczono to na schemacie.

kozi966 napisał:

Twój wycinek obwodu wygląda tak:


Co możesz zastąpić takim obwodem (6V-1V=5V):

O, dziękuję bardzo za tą część, taka graficzna prezentacja najbardziej mi pomogła, zamieniając te wycinki na obwody udało mi się dojść do tych samych wyników co w tym rozwiązanym przykładzie więc jestem już spokojny