1.14. Режимы работы электрических цепей.

1 Режим холостого хода

– это когда выключатель К разомкнут. При этом ток будет равен 0, а ЭДС равен напряжению, служит в основном для измерения ЭДС источника тока.

I = 0

E = U

2 Режим нагрузки

– это когда выключатель К замкнут при этом ток не равен нулю, ЭДС равен напряжению на внешней цепи плюс ток на внутреннем участке цепи. Данный режим является рабочим режимом электрических цепей.

I ≠ 0

E = U

3 Режим короткого замыкания

- это когда источник тока накоротко замкнут проводом очень малого сопротивления.

E

R ≈ 0 U = 0 E = I × r Iкз = ----

r

Так как внутреннее сопротивление мало то при коротком замыкании возникает не допустимо большой ток , который может привести к повреждению данной цепи и ее аппаратов . Поэтому данный режим является аварийным и соответственно в электрическую цепь необходимо включать аппараты защиты от данного режима.

1.15. Первый закон Кирхгофа.

В 1847 г. установил законы для электрических цепей, названные его именем.

Первый закон Кирхгофа устанавливает зависимость между токами для узлов электрической цепи, к которым подходит несколько ветвей. Согласно этому закону алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в узле электрической цепи, равна нулю

                  

Распределение токов в узле электрической цепи

Уравнение по первому закону Кирхгофа для узла  А .        Преобразуя это уравнение, получим, что сумма токов, направленных к узлу электрической цепи, равна сумме токов, направленных от этого узла .

При этом токи, направленные к узлу, берут с одним знаком (например, положительным), а токи, направленные от узла, - с противоположным знаком (отрицательным).

Распределение потоков воды

в узле трубопроводов

Для электрического тока имеет место полная аналогия с распределением потоков воды

в соединенных друг с другом трубопроводах.

1.16. Способы соединения потребителей.

1.16.1. Последовательное соединение

I0 = I1 = I2 = I3

R0=R1+ R2 +R3

I0R0 = I ( R1 +R2 +R3 ) = I R1 + IR2 + IR3

U0 = U1 + U2 + U3

П ри последовательном соединении на наибольшем сопротивлении будет наибольшее падение напряжения и выделение энергии.

1.16.2. Параллельное соединение

U0 =U1 =U2 =U3

I0 = I1 + I2 + I3

При параллельном соединении наибольший ток потечет по ветви с наименьшим сопротивлением. Общее сопротивление цепи при параллельном соединении будет всегда меньше самого наименьшего сопротивления любой из ветви. При увеличении числа потребителей включенных параллельно, общее сопротивление цепи уменьшается, а общий потребляемый ток увеличивается (это считается – увеличивать нагрузку цепи). Если при параллельном соединении сопротивление потребителей одинаково, то

R - сопротивление одного потребителя

R0 = ----

N - количество потребителей