Правила Кирхгофа

Для расчета разветвленных цепей, содержащих неоднородные участки, используют правила Кирхгофа. Расчет сложных цепей состоит в отыскании токов в различных участках цепей.

Узел - точка разветвленной цепи, в которой сходится более двух проводников.

1 правило Кирхгофа: алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю;

где n - число проводников, сходящихся в узле, I_i - сила тока в проводнике.

токи, входящие в узел считают положительными, токи, отходящие из узла - отрицательными.

2 правило Кирхгофа: в любом произвольно выбранном замкнутом контуре разветвленной цепи алгебраическая сумма произведений сил токов и сопротивлений каждого из участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС в контуре.

Чтобы учесть знаки сил токов и ЭДС выбирается определенное направление обхода контура(по часовой стрелке или против нее). Положительными считают токи, направление которых совпадает с направлением обхода контура, отрицательными считают токи противоположного направления. ЭДС источников электрической энергии считают положительными если они создают токи, направление которых совпадает с направлением обхода контура, в противном случае - отрицательными.

Порядок расчета сложной цепи постоянного тока.

· Произвольно выбирают направление токов во всех участках цепи.

· Первое правило Кирхгофа записывают для (m-1) узла, где m - число узлов в цепи.

· Выбирают произвольные замкнутые контуры, и после выбора направления обхода записывают второе правило Кирхгофа.

· Система из составленных уравнений должна быть разрешимой: число уравнений должно соответствовать количеству неизвестных.

11. Переменный ток, его основные характеристики.

Переменный электрический ток-это вынужденные электромагнитные колебания. Это изменение силы тока и напряжения по гармоническому закону

Уравнение переменного тока

I=Im sin(ωt+φ0 ) u =Um sin(ωt+φ0 )

где i, u- мгновенное значение силы тока и напряжения

Im, Um- максимальное значение силы тока и напряжения(амплитуда)

ω — циклическая частота колебаний (число колебаний, совершаемых за 2Π секунд),

φ0— начальная фаза колебаний.

Период колебаний—это время, за которое совершается одно полное колебание.T=1/v

Частота-число колебаний за 1 секунду ν=1/Т

Приборы, включенные в цепь переменного тока должны быть рассчитаны на максимальные значения тока и напряжения. Но энергия, которую они потребляют, определяется через действующее значение. Амперметр и вольтметр, включенные в цепь переменного тока показывают действующее значение. Действующее значение- это некоторое усредненное значение.

I_д =I_m| √2 U_д =U_m|√2

Действующее значение определяется по тепловому действию. Оно равно силе постоянного тока, которая за промежуток времени вызывает такое же нагревание проводника, как и рассматриваемый переменный ток.

Переменный электрический ток имеет форму гармонического синусоидального сигнала, основными характеристиками которого являются действующее напряжение и частота.

Переменный электрический ток вырабатывается с помощью электрической машины – генератора. Простейшая модель генератора это магнитная рамка, вращающаяся в магнитном поле постоянного магнита.
Одними из важных характеристик электрического тока являются две величины переменного электрического тока – максимальное значение и среднее значение.
Максимальное значение напряжения электрического тока Umax - это величина напряжения, соответствующая максимальному значению синусоиды.

Действующее значение напряжения электрического тока Uср - это величина напряжения, равная значению 0,636 от максимального. Математически это выглядит так:

U_ср = 2 * U_max / π = 0,636 U_max

Измерительные приборы – вольтметры, цешки, мультиметры для измерения переменного напряжения имеют в своей схеме выпрямитель и сглаживающий конденсатор. Эта цепочка "округляет" множитель разницы максимального и измеряемого напряжения до числа 0,7. Поэтому, если Вы будете наблюдать на экране осциллографа синусоиду напряжения амплитудой 10 вольт, то вольтметр (цешка, мультиметр) покажет не 10, а около 7 вольт. Вы думаете что в Вашей домашней розетке – 220 вольт? Так и есть, но не совсем так! 220 вольт – это среднее значение напряжения бытовой розетки, усреднённое измерительным прибором - вольтметром. Максимальное же напряжение следует из формулы:

U_max = U_изм / 0,7 = 220 / 0,7 = 314,3 вольт

Дата добавления: 2015-04-24