111 図の回路で, E, と E2 は起電力 100 Vと30Vの電池, R1, R2, R3 はそれ ぞれ15Ω, 20Ω, 8Ωの抵抗である。 電池の内部抵抗は無視できるものとす る。 (1) E, と R を流れる電流を,図の矢 印の向きに Z [A], I [A] とする。 次 の閉回路についてキルヒホッフの法 則を記せ。 R1 I₁ In 152 R2 2092 Eil 100V E2 SUV ケ! R3 8921 10LA (ア) E→R→R→E1 (イ) Eｭ→R→E2 REL (2) E1, E2 を流れる電流の強さはそれぞれいくらか。 また, E2 を流れ る電流の向きは,図の左右どちら向きか。 (3) 3つの抵抗での消費電力の和Pはいくらか。 (4) E, の供給電力 Qはいくらか。 (5) Q が P と一致しない理由を簡潔に述べよ。 ADA (金沢工大+岩手大)

(82)00.0-1 111 (1) R2, Ra に流れる電流は右図のようにな MONS AWNACZ る。 11 (特性 )を生かすために、 100=20(I+Iz) +8I (イ) R と 30 V で逆行になっているので 100+ (30) = -15Iz+8I, ...② IV=4 (2) 1①,②より [=5 [A] 12=-26 14 I<0より E2を右向きに 2 [A] 0x0.1=m なお, E2→R1→R2→E2 の閉回路については ③ [(V)a=1 12 RY R2. (3) RIを用いる。 P = 15 1% + 20(I,+I2)2 + 8 I? 150 I₁+I2 MAXIE₁ 30V 'E2 20Ω のときは R2 を流れる電流は右向きで L-I2 とおくことになる)。 10 En -I₁ 100V R34 892 I₁ ①や②は、1周すると元の 電位に戻ることに基づく、 V = 100, 100 30 = 15 Iz + 20 (I + Iz) これと①の連立で解くと逆行はなくてすむ。また, キルヒホッフの法則を用いる ときの電流の設定の仕方は任意である(たとえば, I を右向きに設定してもよい。 そ &LI =15×22+20 × (5-2)^+8×5²=440〔W〕 (4) 電池の供給電力は,起電力をV, 流れる電流をIとして, VI と表される。 Q = EL = 100×5=500〔W〕 X 5) 電池 E2 の充電にエネルギーが使われているから。 E2 のように正極側に電流が 入るときには電気エネルギーが化学エネルギー (や熱エネルギー) に変換される。 充電 電力はE2・|Iz|=30×2=60〔W〕 であり, Q-P に等しく, エネルギー保存則が成り たっている。 Y--50(0)