与えられた回路において、$R_1 = 2 \, \Omega$, $R_2 = 15 \, \Omega$, $R_3 = 10 \, \Omega$, $E_1 = 60 \, V$, $E_2 = 10 \, V$ であるとき、電流 $I_1$ を求めよ。

応用数学電気回路キルヒホッフの法則連立方程式回路解析
2025/5/21

1. 問題の内容

与えられた回路において、R1=2ΩR_1 = 2 \, \Omega, R2=15ΩR_2 = 15 \, \Omega, R3=10ΩR_3 = 10 \, \Omega, E1=60VE_1 = 60 \, V, E2=10VE_2 = 10 \, V であるとき、電流 I1I_1 を求めよ。

2. 解き方の手順

回路図が与えられていないため、問題を解くことができません。 回路図を提示していただければ、以下の手順で問題を解くことができます。
(1) 回路図からキルヒホッフの法則を用いて、連立方程式を立てます。電流I1I_1を含む閉路を考慮します。
(2) 得られた連立方程式を解き、I1I_1を求めます。
ただし、一般的な回路における解き方の手順を以下に示します。
回路に電流I1I_1, I2I_2, I3I_3が流れていると仮定し、それぞれの電流の向きを決めます。
キルヒホッフの第一法則(電流則)は、任意の接続点において、流れ込む電流の総和は、流れ出す電流の総和に等しいというものです。
キルヒホッフの第二法則(電圧則)は、任意の閉回路において、電圧の総和はゼロに等しいというものです。
これらの法則を用いて、回路内の電流と電圧の関係を表す方程式を立て、連立方程式を解くことで各電流を求めることができます。
例えば、ループ1に沿って時計回りに電圧降下を考えると、
E1=R1I1+R3I3E_1 = R_1 I_1 + R_3 I_3
同様に、ループ2に沿って時計回りに電圧降下を考えると、
E2=R2I2R3I3E_2 = R_2 I_2 - R_3 I_3
ノードの法則から、
I1+I2=I3I_1 + I_2 = I_3
これらの3つの式から、I1I_1, I2I_2, I3I_3を求めることができます。
これらの連立方程式を解くことで、電流I1I_1を求めることができます。

3. 最終的な答え

回路図がないため、電流 I1I_1 を求めることができません。回路図を提示していただければ計算できます。

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