7.Преобразование источников напряжения в источник тока.
Часто при решении задач методом эквивалентных преобразований возникает необходимость заменить реальный источник напряжения эквивалентным источником тока или наоборот. Преобразование осуществляется по схеме и формулам рис.6.
(1)
Рис.6. Преобразования источников конечной мощности.
8.9 Топологические элементы схемы: ветви, узлы, контуры.
Электрическая схема представляет собой графическое изображение электрической цепи. Она показывает как осуществляется соединение элементов рассматриваемой электрической цепи.
«Электрическими» элементами схемы служат активные и пассивные элементы цепи.
«Геометрическими» элементами схемы являются ветви и узлы.Ветвь – участок схемы, расположенный между двумя узлами и образованный одним или несколькими последовательно соединенными электрическими элементами цепи (рис. 11).
Рис. 11. Изображение ветвей электрической схемы.
Под последовательным соединением элементов цепи понимается такое их соединение, при котором через все эти элементы проходит один и тот же ток.Узел – место соединения трех или большего числа ветвей. Место соединения двух ветвей рассматривается как устранимый узел.
Рис. 12. Изображение узла электрической схемы.
Ветви присоединенные к одной паре узлов называются параллельными (рис. 13).
Рис. 13. Параллельное соединение двух ветвей.
На рис. 14 изображена электрическая схема пять ветвей и три узла.Стрелкой на рис. указано направление обхода одного из контуров.
Рис. 14. Схема электрической цепи.
Под
контуром
понимается любой замкнутый путь,
проходящий по нескольким ветвям.В
зависимости от числа контуров, имеющихся
в схеме, различают многоконтурные и
одноконтурные схемы.Одноконтурная
замкнутая схема показана на рис.
15.Одноконтурная схема является
простейшей.
Рис.
15. Одноконтурная схема.
10. Обобщенный закон Ома.
Закон
Ома выражаемый формулой
,
определяет зависимость между током и
напряжением на пассивном участке
электрической цепи.
Определим зависимость между током, напряжением и э.д.с. на активном участке (рис. 16).Из формулы 15 следует:
a
-b=I(R1+R2)-
E1+E2
(16)На положительное напряжение на участке
a
– b
Uab=a
-bСледовательно,
Uab=
I(R1+R2)-
E1+E2
(17)
(18)Формула
(18) выражает обобщенный закон Ома, или
закон Ома для участка, содержащего
э.д.с.
Из формулы видно, что если ток, напряжение и э.д.с. совпадают по направлению, то в выражение закона Ома они входят с одинаковыми знаками. Если э.д.с. действует в сторону, противоположную положительному направлению тока, то в выражении ставится знак «-».
Закон Ома применяется для участка ветви и для одноконтурной замкнутой схемы.
Пример № 1 построения потенциальной диаграммы:
Построить потенциальную диаграмму для одноконтурной схемы:
E1=25В;
E2=5В;
E3=20В;
E4=35В,
R1=8 Ом; R2=24 Ом; R3=40 Ом; R4=4 Ом,
r1=2 Ом; r2=6 Ом; r3=2 Ом; r4=4 Ом.
Решение: 1. перерисуем заданный контур, вынося внутренние сопротивления э.д.с. (r1- r4) за их пределы; обозначим точки контура.
Рис.2
2. Выберем положительное направление тока I, определим его значение используя обобщенный закон Ома:
3. За базисную точку примем точку a. Найдем потенциалы остальных точек:
b = a – IR1 = - 4В e = d – IR2 = 8Вc = b – Ir1 = - 5В f = e + E2 = 13Вd = c + E1 = 20В q = f – Ir2 = 10В
k = q – IR3 = - 10В n = m – IR4 = - 33В
e = k – E3 = - 30В o = n – Ir4 = - 35В
m = e – Ir3 = - 31В a = o + E4 = 0
4. В системе координат строим потенциальную диаграмму:
