- •Глава 1. Электрические цепи постоянного тока
- •1. Источники и Приемники Электрической Энергии
- •Основные Понятия
- •1. Электрическая цепь
- •2. Режимы Работы Источника
- •2. Схема Замещения Реального Источника Тока
- •Б. Характеристики Источников
- •1. Внешняя Характеристика Источника ( )
- •2. Характеристика Нагрузки ( для Приёмника)
- •В. Преобразование Источников (Теорема об эквивалентности)
- •3. Закон Ома для Неоднородного Участка (Активная ветвь)
- •Б. Законы Кирхгофа
- •1. Первый Закон Кирхгофа (Закон токов)
- •2. Второй Закон Кирхгофа (Закон напряжений)
- •В. Расчёт Цепей
- •Глава 1. Электрические цепи постоянного тока
- •4. Режимы Работы Электрической Цепи
- •4. Согласованный Режим (Режим максимальной мощности)
- •Глава 1. Электрические цепи постоянного тока
- •5. Методы Расчета: Метод Эквивалентных Преобразований
- •А. Этапы Расчета
- •Б. Основные Эквивалентные Преобразования
- •1. Последовательное Соединение
- •2. Параллельное Соединение
- •3. Преобразование «Звезда» «Треугольник»
- •В. Ограничения Метода
- •Определить элементы цепи:
- •Шаг 2. Составление Уравнений по 1-му Закону Кирхгофа (Уравнения токов)
- •Шаг 3. Составление Уравнений по 2-му Закону Кирхгофа (Уравнения напряжений)
- •Шаг 4. Решение Системы Уравнений
- •Б. Достоинства и Недостатки
- •Глава 1. Электрические цепи постоянного тока
- •7. Методы Расчета: Метод Контурных Токов
- •А. Сущность Метода
- •Б. Алгоритм Расчета Шаг 1. Подготовка схемы
- •Шаг 2. Составление системы уравнений
- •Шаг 3. Решение и определение токов
- •Определить реальные токи ветвей:
- •В. Преимущества
- •Шаг 2. Составление Уравнения
- •Шаг 2. Расчет в Частичной Схеме
- •Шаг 3. Повторение и Наложение
- •В. Преимущества и Недостатки
- •Глава 1. Электрические цепи постоянного тока
- •10. Методы Расчета: Метод Эквивалентного Генератора (Теорема Тевенена)
- •А. Сущность Метода
- •Шаг 4. Расчет Тока Нагрузки ( )
- •В. Преимущества
- •Б. Уравнение Баланса Мощности
- •Практический Пример (Закон Ома для полной цепи)
- •В. Коэффициент Полезного Действия (кпд)
- •В. Порядок Построения
- •Пошаговый обход:
2. Схема Замещения Реального Источника Тока
Любой реальный источник также может быть представлен в виде источника тока.
Схема |
Элементы |
Уравнение |
Параллельное соединение идеального
источника тока ( |
— Ток источника (идеальный источник
тока).
|
Формула тока нагрузки (
):
|
Назначение: Используется для анализа цепей, где ток источника ( ) является основным параметром (например, при расчёте методом узловых потенциалов).
Идеализация: При
(т.е.
)
схема превращается в Идеальный
Источник Тока.
Б. Характеристики Источников
Характеристика — это графическое представление зависимости одного параметра цепи от другого.
1. Внешняя Характеристика Источника ( )
Определение: Зависимость напряжения на внешних зажимах источника ( ) от тока нагрузки ( ), протекающего через него.
Уравнение:
График: Прямая линия, идущая вниз.
Начало (ось ): Точка холостого хода ( ).
.Конец (ось ): Точка короткого замыкания ( ). .
Наклон: Определяется внутренним сопротивлением (чем больше , тем круче падает напряжение с ростом тока).
2. Характеристика Нагрузки ( для Приёмника)
Определение: Зависимость напряжения на приёмнике ( ) от тока, протекающего через него.
Уравнение:
График: Прямая линия, выходящая из начала координат (для резистивной нагрузки). Наклон определяется сопротивлением .
В. Преобразование Источников (Теорема об эквивалентности)
Любой реальный источник напряжения можно преобразовать в эквивалентный реальный источник тока, и наоборот, при условии сохранения внешних режимов работы.
Связь между параметрами:
Ток источника ( ): Равен току короткого замыкания исходного источника напряжения.
Внутреннее сопротивление ( ): Остаётся неизменным.
Это преобразование позволяет выбирать наиболее удобную схему для расчёта цепи (например, использовать преобразования для упрощения сложных схем).
3
Отлично, продолжаем! Третья тема объединяет фундаментальные законы для расчёта электрических цепей.
Глава 1. Электрические цепи постоянного тока
3. Законы Кирхгофа и Закон Ома
А. Закон Ома
Закон Ома устанавливает зависимость между силой тока, напряжением и сопротивлением в цепи.
1. Закон Ома для Участка Цепи (Пассивный участок)
Формулировка: Сила тока ( ) на участке цепи прямо пропорциональна напряжению ( ) на его концах и обратно пропорциональна его сопротивлению ( ).
Формула:
— сила тока (А, Ампер)
— напряжение (В, Вольт)
— сопротивление ( , Ом)
2. Закон Ома для Полной Цепи
Формулировка: Сила тока ( ) в замкнутой цепи (включая источник) прямо пропорциональна электродвижущей силе ( ) источника и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи (
),
которое равно сумме внешнего (
)
и внутреннего (
)
сопротивлений.Формула:
— ЭДС источника (В)
— Сопротивление нагрузки (внешнее) ( )
— Внутреннее сопротивление источника ( )

)
и внутренней проводимости (
).
— Внутренняя проводимость.
— Проводимость нагрузки.
Напряжение
на зажимах: