Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Дисциплины:
2022-12-29 | 32 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Под напряжением на некотором участке электрической цепи понимают разность потенциалов между крайними точками этого участка. Пусть имеется некоторый участок цепи (рис.1.3), крайние точки которого обозначены буквами а и b.
Рис. 1.3 У часток электрической цепи между точками а и b
Пусть ток I течет от точки а к точке b (от более высокого потенциала к более низкому). Следовательно, потенциал точки а (φ a) выше потенциала точки b (φ b) на значение, равное произведению тока I на сопротивление R:
φ a =φ b + IR. |
В соответствии с определением напряжение между точками а и b
Uab = φ a -φ b. |
Напряжение Uab = IR на сопротивлении равно произведению тока, протекающего по сопротивлению, на значение этого сопротивления.
В электротехнике разность потенциалов на концах сопротивления принято называть либо напряжением на сопротивлении, либо падением напряжения.Положительное направление падения напряжения на каком-либо участке (направление отсчета этого напряжения), указываемое на рисунках стрелкой, совпадает с положительным направлением отсчета тока, протекающего по данному сопротивлению.
Рассмотрим вопрос о напряжении на участке цепи, содержащей кроме сопротивления R, ЭДС Е (рис. 1.4, а, б). Найдем разность потенциалов (напряжение) между точками а и с для этих участков. По определению Ua с = φ a -φ с. Выразим потенциал точки а через потенциал точки с. При перемещении от точки с к точке b встречно направлению ЭДС Е (см. рис. 1.4, а) потенциал точки b оказывается меньше, чем потенциал точки с, на значение ЭДС Е: φ b = φ c - E. При перемещении от точки с к точке b согласно направлению ЭДС Е (рис.1.4, б) потенциал точки b больше, чем потенциал точки с,на значение ЭДС: φ b = φ c + E.
|
Так как ток течет от более высокого потенциала к более низкому, то в обеих схемах потенциал точки а выше потенциала точки b на величину падения напряжения на сопротивлении R:φ а= φ b + IR.
а) | б) |
Рис. 1.4. Участок цепи, содержащий R, ЭДС Е:потенциал точки b меньше, чем потенциал точки с, на значение ЭДС (а); потенциал точки b больше, чем потенциал точки с, на значение ЭДС (б) |
Таким образом, для рис. 1.4, а:
(1.9) |
для рис. 1.4, б:
(1.10) |
Положительное направление напряжения Ua с показывают стрелкой от а к с. Согласно определению, U са = φ с- φ а, поэтому U ас =- U са, т.е. изменение чередования индексов равносильно изменению знака этого напряжения. Следовательно, напряжение может быть как положительной величиной, так и отрицательной.
Закон Ома для участка цепи, не содержащего ЭДС Е, устанавливает связь между током и напряжением на этом участке. Применительно к рис.1.4
или . | (1.11) |
Закон Ома для участка цепи, содержащего источник ЭДС Е, позволяет найти ток этого участка по известной разности потенциалов ( φ a -φ с) на концах этого участка цепи и имеющейся на участке ЭДС Е.
Так, из уравнения (1.11) для схемы рис.1.4, а следует
Из уравнения (1.11) для схемы рис.1.4, б следует:
В общем случае
. | (1.12) |
Все электрические цепи подчиняются первому и второму законам Кирхгофа.
Первый закон Кирхгофа можно сформулировать двояко (рис.1.5, а):
1) алгебраическая сумма токов, подтекающих к какому-либо узлу схемы, равна нулю;
2) сумма подтекающих клюбому узлу токов равна сумме утекающихот этого узла токов.
а) | б) |
Рис. 1.5. К пояснению первого (а) и второго (б) законов Кирхгофа |
Применительно к (рис.1.5, а), если подтекающие токи к узлу считать положительными, а вытекающие - отрицательными, то согласно первой формулировке I 1- I 2- I 3- I 4 = 0; согласно второй I 1 = I 2 + I 3 + I 4. Физически первый закон Кирхгофа означает, что движение электрических зарядов в цепи происходит так, что ни в одном из узлов они не скапливаются. В противном случае изменялись бы потенциалы узлов и токи в ветвях.
|
Второй закон Кирхгофа также можно сформулироватьдвояко (рис.1.5, б):
1) алгебраическая сумма падений напряжений в любом замкнутом контуре равна алгебраической сумме ЭДС, входящих в данный контур:
. | (1.13) |
где m - число резистивных элементов; п – число ЭДС в контуре (в каждую из сумм соответствующие слагаемые входят со знаком плюс, если они совпадают с направлением обхода контура, и со знаком минус, если они не совпадают с ним);
S Ek = S I i R i, E 1- E 2+ E 3 = I 1 R 1+ I 2 R 2+ I 3 R 3+ I 4 R 4. | (1.14) |
Правило: если направление тока и Е совпадает с направлением обхода то в уравнении берётся со знаком «+», если не совпадает, то «-».
2) алгебраическая сумма напряжений вдоль любого замкнутого контура (рис.1.5, б)
, | (1.15) |
где т - число элементов контура.
Законы Кирхгофа справедливы длялинейных и нелинейных цепей при любом характере изменения во времени токов и напряжений.
Баланс мощностей
При протекании токов по сопротивлениям в них выделяется теплота. На основании закона сохранения энергии количество теплоты, выделяющееся в единицу времени в сопротивлениях цепи, должно равняться энергии, доставляемой за то же время источником питания. Если направление тока I, протекающего через источник ЭДС E, совпадает с направлением ЭДС, то источник ЭДС доставляет в цепь энергию в единицу времени, равную EI, и произведение Е I входит в уравнение энергетического баланса с положительным знаком. Если же направление тока I встречно ЭДС Е, то источник ЭДС не поставляет энергию, а потребляет ее (например, заряжается аккумулятор), и произведение Е I войдет в уравнение энергетического баланса с отрицательным знаком. Уравнение энергетического баланса при питании только от источников ЭДС имеет вид
. | (1.15) |
В случае питания электрической цепи не только источниками ЭДС, но и источниками тока, при составлении уравнения энергетического баланса необходимо учесть и энергию, доставляемую источниками тока. Предположим, что к узлу а схемы подтекает ток J от источника тока, а от узла b этот ток утекает. Доставляемая источником тока мощность равна U а b J. Общий вид уравнения энергетического баланса:
. | (1.16) |
2.6Эквивалентные преобразования пассивных участковэлектрической цепи
|
Расчет разветвленной электрической цепи, содержащей один источник энергии, целесообразно производить с помощью закона Ома.
В этом случае прежде производят эквивалентное преобразование разветвленной цепи в неразветвленную, находя эквивалентное сопротивление пассивной части цепи относительно зажимов источника питания (рис.2.4, а,б).
а) | б) |
Рис. 1.6 Соединение сопротивлений: последовательное (а); параллельное (б) |
|
|
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!