рк элтех

6. Активные элементы цепи, источник тока.

7. Электрическая схема, основные понятия и определения (узел, ветвь, контур).

.Основные понятия об электрической цепи.

Электрической цепью называют совокупность гальванически соединенных друг с другом источников электрической энергии и ее потребителей (нагрузок), в которых может возникать электрический ток. С помощью источников тот или иной вид энергии (энергия сжигаемого топлива, падающей воды, атомная

и химическая энергия и т.д.) преобразуется в электрическую энергию.

Рис 1.2

Приемники, наоборот, преобразуют электрическую энергию в другие ее виды (механическую, тепловую, химическую, энергию светового излучения и т.д.).

Графическое изображение электрической цепи с помощью условных обозначений ее элементов называется электрической схемой цепи.

Электрические цепи подразделяются на разветвленные и неразветвленные. Простейшая неразветвленная цепь представлена на рис. 1.1. Во всех элементах неразветвленной цепи действует один и тот же ток. Разветвленная цепь (рис. 1.2) имеет в своем составе ветви, узлы, контуры. Ветвь - это участок цепи, состоящий из последовательно соединенных элементов и заключенный между двумя узлами. В каждой ветви существует свой ток.

Узел - это точка в электрической схеме цепи, где гальванически соединяются не менее трех ветвей. Любой замкнутый путь на схеме называется контуром. Независимым называется контур, содержащий хотя бы одну ветвь, не включенную в иной контур.

Пример разветвленной электрической цепи приведен на рис. 1.2. В схеме два узла обозначенные буквами «а» и «b», три ветви, расположенные между узлами и два независимых контура.

8.Вольт-амперная характеристика участка цепи с источником эдс

Рисунок 1 — Источник ЭДС идеальный и реальный

На схеме реальный источник обозначается как источник ЭДС с включенным последовательно сопротивлением. Его значение подбирается так чтобы

отобразить поведение реального источника. Как правило, величина этого внутреннего сопротивления ничтожна, мала и может не браться в рассмотрение. Хотя все зависит от поставленной задачи и конкретной цепи.

ВАХ идеального источника ЭДС показана на рисунке 2. Как видно при изменении тока в цепи напряжение остается неизменным.

Рисунок 2 — Вольтамперная характеристика идеального источника ЭДС

Вольтамперная характеристика реального источника показана на рисунке 3.

Рисунок 3 — Вольтамперная характеристика реального источника ЭДС

При увеличении тока в цепи происходит снижение ЭДС участок ac. Участок ab равен падению напряжения на внутреннем сопротивлении. ab=IR. Участок bc равен току в цепи. Следовательно, тангенс угла альфа будет равен внутреннему сопротивлению tga=R.

Преобразование источника эдс в источник тока и наоборот.

Рис 1. Согласно предложенному алгоритму, определим количество узлов и ветвей схемы рис. 1

q = 3, p = 5, следовательно, уравнений по 1-ому закону Кирхгофа равно 2, а уравнений по 2-ому закону Кирхгофа равно 3.

Запишем эти уравнения согласно правилам:

Составим уравнения баланса мощностей:

Законы Кирхгофа

1-ый закон: алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в одном узле, равна нулю. Правило: ток втекающий в узел берется с «+» и вытекающий с

«–».

Σ Ii = 0, например:

I1 + I2 - I3 = 0

2-ой закон: алгебраическая сумма напряжений на резистивных элементах замкнутого активного контураmacn (рис.1) равна алгебраической сумме ЭДС, входящих в этот контур.

ΣRi•Ii = ΣEi

Пример: Составим уравнение по 2-му закону Кирхгофа для 1 контура и для 2 контура, рис.1 :

алгебраическая сумма напряжений всех участков замкнутого пассивного контура abcd (рис.1) равна 0.

ΣUi = 0

Правило: если ЭДС и ток имеют одинаковое направление с направлением обхода контура, то они берутся с «+», если нет, то с «–».

10.ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

Последовательное и параллельное соединение

Последовательное соединение, когда ток в каждом элементе один и тот же.