Основные законы в электрических цепях. Способы соединения элементов электрических цепей.

Основные законы в электрических цепях. Основными законами электрических цепей, устанавливающими соотношения между э. д. е., напряжениями, токами и сопротивлениями, являются закон Ома и законы Кирхгофа. С помощью этих законов можно провести анализ и расчет любых электрических цепей. Закон Ома - это закон, устанавливающий связь между падением напряжения U на любом неразветвленном (не содержащем узлов) участке электрической цепи и величиной тока I, протекающего по этому участку. Эта связь может быть выражена в виде математической записи или в графической форме для любого элемента электрической цепи. Графическая форма представления закона Ома называется вольтамперной характеристикой (ВАХ).

Если зависимость U(I) или I(U) какого-либо элемента электрической цепи линейна, то такой элемент называют линейным, а электрическую цепь, состоящую только из линейных элементов - линейной цепью. Для линейного элемента справедливо

 U=R*I или I=g*U (1) где R=1/g и g=1/R - некоторые постоянные коэффициенты имеющие размерность соответственно В/А=Ом (омы) и А/В=См (сименсы).

Законы Кирхгофа являются одной из форм закона сохранения энергии и относятся к фундаментальным законам природы.

Первый закон Кирхгофа является следствием принципа непрерывности электрического тока, в соответствии с которым суммарный поток зарядов через любую замкнутую поверхность равен нулю, т.е. количество зарядов выходящих через эту поверхность должно быть равно количеству входящих зарядов. Основание этого принципа очевидно, т.к. при его нарушении электрические заряды внутри поверхности должны были бы либо исчезать, либо возникать без видимых причин.

•алгебраическая сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю

•в любом узле сумма токов направленных к узлу равна сумме токов направленных от узла

Второй закон Кирхгофа. •алгебраическая сумма падений напряжения вдоль любого замкнутого контура электрической цепи равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре

Способы соединения элементов электрических цепей. При последовательном соединении проводников сила тока в любых частях цепи одна и та же. Полное напряжение в цепи при последовательном соединении, или напряжение на полюсах источника тока, равно сумме напряжений на отдельных участках цепи.

Параллельное соединение. Сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов в отдельных параллельно соединённых проводниках: I=I1+I2

Напряжение на участках цепи АВ и на концах всех параллельно соединённых проводников одно и то же: U=U1=U2.

Смешанное соединение элементов. Смешанное соединение элементов представляет собой сочетание рассмотренных последовательного и параллельного соединений.