特性をもつ回路の問題演習です。
特性をもつ回路の解き方はこちらをどうぞ.
<解答>
(1)
特性をもつ素子に流れる電流はどちらも同じだね.(キルヒホッフ第1法則)
同じ性能の素子なんだから,電流が同じだったら電圧も同じになるね.
素子に流れる電流を$I\,[\rm mA]$,かかる電圧を$V\,[\rm V]$としてキルヒホッフ第2法則を立てていきます.
なんで電流の単位を$[\rm A]$ではなく,$[\rm mA]$にしたの?
特性曲線のグラフの単位が$[\rm mA]$になっているので,これに合わせるためです.
ただし,キルヒホッフの法則を立てるときは,結局$[\rm A]$にしなくてはいけないので,電流を$\dfrac{I}{1000}\,[\rm A]$として計算することに注意しましょう.
★ キルヒホッフ則
$8.0-20\times \dfrac{I}{1000}-V-V=0$
$\therefore\,\, I=-100V+400$
$I=-100V+400\,[\rm mA]$の直線をグラフに書き込んで交点を求めると次のようになります.
したがって,電池に流れる電流は$260\,\rm mA$(答)です.
(2)
今度は2つの素子にかかる電圧が同じだね.同じ電圧がかかるから流れる電流も同じなので,1つの素子にかかる電圧を$V\,[\rm V]$,流れる電流$I\,[\rm mA]$とすると,$5.0\,\Omega$の抵抗には$2I\,[\rm mA]$の電流が流れるね.
★ キルヒホッフの法則
$2.6-5.0\times \dfrac{2I}{1000}-V=0$
$\therefore\,\, I=-100V+260$
$I=-100V+260\,[\rm mA]$の直線を特性曲線のグラフに書き込み,交点を求めると次のようになります.
すると,$I=180\,[\rm mA]$なので,電池に流れる電流は$2I=360\,[\rm mA]$(答)となります.
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