Kumbuka: Kwa maswali ya mzunguko wa umeme, tutatumia sheria za Ohm na Kirchhoff.

Kumbuka: Kwa maswali ya mzunguko wa umeme, tutatumia sheria za Ohm na Kirchhoff.

Swali la 1:

a) Kokotoa tofauti ya uwezo (potential difference) kwenye kipingamizi cha $15 \, \Omega$.

Step 1: Tambua vigezo vilivyotolewa. Kipingamizi $R = 15 \, \Omega$. Mkondo wa umeme unaopita kwenye kipingamizi cha $15 \, \Omega$ ni $I = 0.24 \, \text{A}$.

Step 2: Tumia Sheria ya Ohm kukokotoa tofauti ya uwezo. Sheria ya Ohm inasema $V = IR$. $V = 0.24 \, A \times 15 \, \Omega$ $V = 3.6 \, \text{V}$ Tofauti ya uwezo kwenye kipingamizi cha $15 \, \Omega$ ni $\boxed{3.6 V}$.

b) Kokotoa mkondo wa umeme $I_1$ kwenye kipingamizi cha $4.0 \, \Omega$.

Step 1: Tambua kuwa vipingamizi vya $R$ na $15 \, \Omega$ vimeunganishwa sambamba. Hii inamaanisha tofauti ya uwezo kwenye kipingamizi cha $R$ ni sawa na tofauti ya uwezo kwenye kipingamizi cha $15 \, \Omega$, ambayo ni $3.6 \, \text{V}$.

Step 2: Kokotoa mkondo wa umeme wa jumla unaopita kwenye tawi la sambamba. Mkondo wa umeme unaopita kwenye kipingamizi cha $15 \, \Omega$ ni $0.24 \, \text{A}$. Mkondo wa umeme wa jumla unaotoka kwenye betri ni $I_1$. Mkondo wa umeme $I_1$ unapita kwenye kipingamizi cha $4.0 \, \Omega$. Tofauti ya uwezo kwenye kipingamizi cha $4.0 \, \Omega$ ni $V_{4.0\Omega}$. Tofauti ya uwezo kwenye tawi la sambamba ni $V_{parallel} = 3.6 \, \text{V}$. Jumla ya tofauti ya uwezo kutoka betri ni $6.0 \, \text{V}$. Kwa mzunguko wa mfululizo, jumla ya tofauti ya uwezo ni $V_{total} = V_{4.0\Omega} + V_{parallel}$. $6.0 \, V = V_{4.0\Omega} + 3.6 \, \text{V}$ $V_{4.0\Omega} = 6.0 \, V - 3.6 \, \text{V}$ $V_{4.0\Omega} = 2.4 \, \text{V}$

Step 3: Tumia Sheria ya Ohm kukokotoa $I_1$. $I_1 = \frac{V_{4.0\Omega}}{R_{4.0\Omega}}$ $I_1 = \frac{2.4 \, V}{4.0 \, \Omega}$ $I_1 = 0.6 \, \text{A}$ Mkondo wa umeme $I_1$ ni $\boxed{0.6 A}$.

c) Kokotoa mkondo wa umeme $I_2$ na kipingamizi $R$.

Step 1: Kokotoa mkondo wa umeme $I_2$. Mkondo wa umeme $I_1$ hugawanyika kuwa $I_2$ na $0.24 \, \text{A}$ (mkondo unaopita $15 \, \Omega$). Kutoka Sheria ya Kirchhoff ya Mikondo (Kirchhoff's Current Law), $I_1 = I_2 + 0.24 \, \text{A}$. $0.6 \, A = I_2 + 0.24 \, \text{A}$ $I_2 = 0.6 \, A - 0.24 \, \text{A}$ $I_2 = 0.36 \, \text{A}$ Mkondo wa umeme $I_2$ ni $\boxed{0.36 A}$.

Step 2: Kokotoa kipingamizi $R$. Kipingamizi $R$ kimeunganishwa sambamba na kipingamizi cha $15 \, \Omega$, hivyo tofauti ya uwezo kwenye $R$ ni $3.6 \, \text{V}$. Tumia Sheria ya Ohm: $R = \frac{V}{I_2}$. $R = \frac{3.6 \, V}{0.36 \, A}$ $R = 10 \, \Omega$ Kipingamizi $R$ ni $\boxed{10 \Omega}$.

Tuma inayofuata 📸