Закон Ома для участка электрической цепи

Закон Ома для участка электрической цепи устанавливает зави­симость между током, напряжением и сопротивлением на этом участке цепи.

Ток на участке электрической цепи пропорцио­нален напряжению на этом участке и обратно пропорционален со­противлению этого участка

8. Запишите алгоритм расчета электрической цепи постоянного тока методом узлового напряжения, приведите пример в общем виде.

Данный метод применим к цепи с двумя узлами. Если в схеме не два узла, то её необходимо преобразовать к двум узлам.

Алгоритм решения:

1. Выбрать направление действительных токов

2. Выбрать направление токов в ветвях (желательно токи в ветвях направлять от одного узла к другому).

3. Рассчитать проводимость каждой ветви по формуле:

,

где - проводимость ветви, См;

R - сопротивление ветви, Ом.

4.Определить узловое напряжение:

,

где E – ЭДС, В;

- проводимость, См

5.Определить токи в ветвях:

,

где E- ЭДС, В;

- узловое напряжение, В;

- проводимость ветви, См.

6. Определить действительные токи.

7. Проверку произвести с помощью уравнения баланса мощностей.

Пример

1

g_I = ---------

R₁ + r₁

1

g_II = ----------------

R₂ + r₂

1

g_III = ---------

R₃

E₁g_I – E₂g_II ⬆ I_I ⬆I_II ⬆I_III

U_аб = ----------------- g_I + g_II + g_III

I_I = (E₁ – U_аб)g_I

I_II = ( - E₂ – U_аб)g_II

I_III = (0 – U_аб)g_III

I₁ = I_I

I₂ = I_II

I₃ = I_III

E₁I₁ + E₂ I₂ = I₁² (R₁ + r₁) + I₂² (R₂+ r₂) + I₃² R₃

9.Укажите назначение измерительных приборов: амперметра, вольтметра, ваттметра, способ подключения этих приборов, их графическое обозначение. Начертите схему, содержащую параллельно соединенные катушку и реостат, а также приборы для измерения напряжения и мощности во всей цепи и токов во всех ветвях.

10.Расскажите об особенностях последовательного и параллельного соединения элементов. Рассчитайте общее сопротивление в цепи (рисунок 1).

Рисунок 1- Схема электрическая

Последовательное соединение потребителей

Последовательным соединением уча­стков электрической цепи называют соединение, при котором через все уча­стки цепи проходит один и тот же ток (рис. 3.5).

Напряжение на каждом последова­тельно включенном участке пропор­ционально величине сопротивления этого участка.

При последовательном соединении потребителей с сопротивлениями R₁, R₂ и R₃ (рис. 3.5) напряжение на их за­жимах равно

U₁=IR₁, U2 = IR₂; U₃ = IR,.

Воспользовавшись вторым законом Кирхгофа для рассматрива­емой цепи (рис. 3.5), можно записать

U =U₁+U₂+U₃

или

U= IR₁ + IR₂ + IR₃

откуда

Таким образом, общее (эквивалентное) сопротивление R последо­вательно включенных сопротивлений (потребителей) равно сумме этих сопротивлений.

Ток в цепи последовательно включенных потребителей (рис. 3.5) (определяется выражением

Нетрудно понять, что при изменении сопротивления хотя бы одного потребителя изменяется ток цепи, а следовательно, и ре­жим работы (напряжение) всех последовательно включенных по­требителей.

Поэтому последовательное соединение сопротивлений не на­шло широкого практического применения.

Следует заметить, что при последовательном соединении рези­сторов на большем сопротивлении тратится большая мощность

Распределение напряжений, пропорциональное сопротивлени­ям последовательно соединенных резисторов, используется в работе потенциометра (делителя напряжения). В качестве потенциометра можно использовать реостат с по­движным контактом, включенным как пока­зано на рис. 3.6.