1.4. Законы электрических цепей

Закон Ома для участка цепи без э.д.с.:

Закон Ома для полной цепи:

Закон Ома для участка цепи с э.д.с.:

Знак (+) – если направление величины совпадает с направлением тока; знак (-) – если противоположно.

Пример:

1-й закон Кирхгофа:

Алгебраическая сумма токов сходящихся в узле равна нулю.

– узловые уравнения.

Выходящие (вытекающие) из узла (+).

Входящие (втекающие) в узел (-).

2-й закон Кирхгофа:

Алгебраическая сумма падений напряжений на элементах контура равна алгебраической сумме э.д.с., действующих в этом же контуре.

– контурные уравнения

2-й закон Кирхгофа распространяется и на мысленно образованные замкнутые контуры разомкнутых цепях.

– сумма произведений напряжений и токов всех ветвей графа, удовлетворяющих законам Кирхгофа равна нулю.

Основывается на теореме Теллегена.

Закон сохранения энергии (энергообмена)

Сумма мощностей, потребляемых приемниками электрической энергии в электрической цепи равна сумме мощностей источников э.д.с. и тока в этой цепи.

Примечание.

1. Мощность, выделяемая на внутренних сопротивлениях источников, входит в левую часть уравнения.

2. Если направления э.д.с. и тока в источнике противоположны, то источник работает в режиме приемника.

Условно-положительное направление:

э.д.с. – направление переноса положительного заряда внутри источника;

тока – направление перемещения положительных зарядов;

напряжения – от большего потенциала к меньшему (совпадает с положительным направлением тока).

Режимы работы элементов и участков электрической цепи

Холостой ход – отсутствие тока.

Короткое замыкание – сопротивление элемента или участка цепи равно нулю.

Номинальный режим – максимально допустимый при длительной работе без повреждений.

Потенциальная диаграмма – график распределения потенциалов вдоль любого участка цепи или контура. При этом по оси абсцисс откладывается сопротивление участков цепи, а по оси ординат – потенциалы между этими участками.