Краткие теоретические сведенияПростейшая электрическая цепь состоит из источника энергии, приёмника (нагрузки) и замкнутого проводящего контура. Электрическая цепь – это совокупность устройств и объектов, работающих на принципе использования энергии электромагнитного поля. В электрических цепях различают ветви, узлы и контуры. Ветвь – это участок электрической цепи (схемы), соединяющий два узла. Во всех участках ветви протекает один и тот же ток. Узел – это место схемы, где сходятся не менее трёх ветвей. Каждый узел характеризуется своим потенциалом. Контур – это замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям; при этом каждый узел встречается не более одного раза. В электрических цепях различают источники напряжения (эдс) и источники тока. Идеальным источником напряжения (эдс) (рис. 1а) называется такой источник, напряжение которого не зависит от тока нагрузки, и его внутреннее сопротивление равно нулю. Реальный источник обладает внутренним сопротивлением r0, и с увеличением тока напряжение на его зажимах падает на величину
![]() ![]() Рис. 1. а) идеальный источник ЭДС; б) реальный источник ЭДС; в) внешняя характеристика идеального и реального источника ЭДС
Идеальным источником тока (рис. 2.а) называется такой источник, ток которого не зависит от нагрузки, и его внутреннее сопротивление равно бесконечности. Реальный источник тока обладает внутренним сопротивлением (рис. 2.б.), которое включается параллельно зажимам источника.
Рис. 2. а) идеальный источник тока; б) реальный источник тока; в) вольт –амперная характеристика идеального и реального источников тока
Обратите внимание на условные обозначения источников ЭДС и источников тока. В ряде случаев необходимо из схемы исключить соответствующий источник, например при определении входного сопротивления. Для этого надо убрать окружность вокруг источника ЭДС или тока, получим (рис. 3)
![]() Рис. 3. Ветви электрической цепи при исключенных источниках а) исключен идеальный источник ЭДС; б) исключен реальный источник ЭДС; в) исключен источник тока( обрыв ветви). Вывод. При исключении идеального источника ЭДС его клеммы замыкаются (рис.3.а.), а если реальный источник с внутренним сопротивлением, то оно остается в ветви. При исключении источника тока его ветвь обрывается (рис.3.в.) т.к. внутреннее сопротивление источника тока равно бесконечности (r0 = ∞). Расчет электрических цепей базируется на использовании законов Ома и Кирхгофа. Обратите на их формулировки особое внимание. 1.Закон Ома для участка цепи – ток К–го участка прямо пропорционален напряжению этого участка Uк и обратно пропорционален сопротивлению этого участка Rк. На рис.4 представлено условное изображение закона Ома для участка цепи. Итак, имеем:
![]() ![]()
![]()
Рис.4.Условное изображение закона Ома
несколькими ЭДС и одним или несколькими сопротивлениями.
a I E1 R1 E2 R2 E3 R3 b а EЭ RЭ b
Это выражение легко получить из уравнения, записанного по второму закону Кирхгофа:
где:
3. Первый закон Кирхгофа (закон узла). Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю: ƩI=0 Алгебраическая сумма подразумевает учет направления токов относительно рассматриваемого узла. Например, токи, подтекающие к узлу, берут со знаком «минус» (-), а токи, вытекающие из узла, берут со знаком «плюс» (+). Первый закон Кирхгофа можно сформулировать и в другом варианте: сумма токов, подтекающих к узлу, равна сумме токов, вытекающих из узла. 4. Второй закон Кирхгофа (закон контура). Алгебраическая сумма ЭДС источников действующая в замкнутом контуре равна алгебраической сумме падений напряжений в этом же контуре. Обратите внимание, что контур может быть мысленно замкнут каким-то напряжением
Электрические цепи можно условно разделить на простые и сложные. Простой электрической цепью будем называть цепи содержащие один источник энергии (источник ЭДС или тока) и произвольное число сопротивлений R. Такие задачи решаются в 2 этапа. Первый этап – цепь надо свернуть и найти эквивалентные (входные) сопротивления цепи относительно зажимов источника. Второй этап – цепь надо развернуть, определив токи в ветвях и напряжения на одноясных участках. Сложной электрической цепью будем называть цепь, содержащую несколько источников в различных ветвях и произвольное число сопротивлений. Для расчета таких цепей используются специальные методы расчета системы уравнений, например, записанных с использованием законов Кирхгофа. В простых цепях различают прямую и обратную задачи. Прямая задача (анализ ) – известна ЭДС (напряжение) источника и все сопротивления. Определить токи. Алгоритм расчета такой задачи рассмотрен ранее. Обратная задача ( синтез ) – заданы сопротивления, ток, напряжение или мощность на одном из участков. В этом случае определяем ток ( Исходя из этого следует, что расчет прямой задачи можно свести к расчету обратной задачи. Для этого в одной из ветвей (дальней от источника) задаемся током (например I часть Популярное: Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ![]() ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1155)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |