Номер 2, страница 74, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 6. Характеристики электрических цепей. Параграф 65. Правила Кирхгофа. Вопросы и задания - номер 2, страница 74.

Условие.

2. Какие токи в цепи считаются положительными, а какие — отрицательными? Могут ли все токи, сходящиеся в узле, быть положительными?

Решение.

Какие токи в цепи считаются положительными, а какие — отрицательными?

Положительным или отрицательным ток в ветви электрической цепи считается в зависимости от его фактического направления по отношению к условно выбранному положительному направлению. При анализе электрической цепи для каждой ветви произвольно задается условное положительное направление тока. Если в результате расчета величина тока получается положительной (то есть $I > 0$), это означает, что его реальное направление совпадает с условно выбранным. Если же величина тока оказывается отрицательной ($I < 0$), то реальное направление тока противоположно условно выбранному. Таким образом, знак тока является математическим соглашением, которое помогает определить истинное направление движения зарядов относительно заранее выбранного ориентира.

Ответ: Положительным считается ток, реальное направление которого совпадает с условно выбранным при анализе цепи. Отрицательным считается ток, реальное направление которого противоположно условно выбранному.

Могут ли все токи, сходящиеся в узле, быть положительными?

Нет, все токи, сходящиеся в одном узле электрической цепи, не могут быть одновременно положительными. Это утверждение напрямую следует из первого закона Кирхгофа (закона токов), который является выражением фундаментального закона сохранения электрического заряда. Согласно этому закону, алгебраическая сумма токов, сходящихся в любом узле цепи, равна нулю: $$ \sum_{k=1}^{n} I_k = 0 $$ При использовании этого закона принято соглашение: например, токи, направленные к узлу (втекающие), считаются положительными, а токи, направленные от узла (вытекающие), — отрицательными. Если бы все токи, сходящиеся в узле, были положительными, это означало бы, что все они втекают в узел. В таком случае их сумма была бы строго больше нуля, что нарушало бы первый закон Кирхгофа. Физически это означало бы, что в узле происходит бесконечное накопление заряда, что невозможно в установившемся режиме работы цепи. Следовательно, в любом узле обязательно должны быть как втекающие, так и вытекающие токи, что обеспечивает равенство их алгебраической суммы нулю.

Ответ: Нет, не могут. Это противоречит первому закону Кирхгофа (закону сохранения заряда), согласно которому алгебраическая сумма токов в узле должна быть равна нулю. Если бы все токи были положительными (например, втекающими в узел), их сумма была бы положительной, а не нулевой.