
- •Линейные электрические цепи постоянного тока Лекция № 1
- •Определение линейных электрических цепей
- •Источник эдс и источник тока
- •Преобразование источкика тока в эквивалентный источник эдс в реальных электрических схемах
- •Разветвленные и неразветвленные электрические цепи
- •Напряжение на участке цепи
- •Закон ома для участка цепи, не содержащего эдс
- •Закон ома для участка цепи, содержащего эдс
- •Выражение потенциала люлой точки схемы через потенциалы соседних точек
- •Первый и второй законы кирхгофа. Составление уравнений для расчета токов в схемах при наличии в них источников эдс и тока
Напряжение на участке цепи
Под напряжением на некотором участке электрической цепи понимают разность потенциалов между крайними точками этого участка.
На
рис. 1-13 изображен участок цепи, на котором
есть резистор сопротивлением
и нет ЭДС. Крайние точки этого участка
обозначены буквами a
и b.
Пусть ток течет от точки a
к точке b.
Рис. 1-13. Участок электрической цепи
На
участке без ЭДС ток течет от более
высокого потенциала к более низкому.
Следовательно, потенциал
точки
a
выше потенциала
точки b
на величину, равную произведению тока
на сопротивление
:
.
В соответствии с определением, напряжение между точками a и b
.
(1-8)
Другими словами, напряжение на резисторе равно произведению тока, протекающего по резистору, на величину сопротивления этого резистора.
В электротехнике разность потенциалов на концах резистора принято называть либо «напряжением на резисторе», либо «падением напряжения». В литературе встречаются оба этих определения.
Рассмотрим теперь вопрос о напряжении на участке цепи, содержащем не только резистор, но и источник ЭДС.
На
рис. 1-14 а
и б
показаны участки некоторых цепей, по
которым протекает ток ..
Найдем напряжение между точками a
и c
для этих участков.
а) б)
Рис. 1-14. Участки электрической цепи
По определению
.
(1-9)
Выразим
потенциал точки a
через потенциал точки c.
При перемещении от точки c
к точке b
(рис. 1-14,а)
идем встречно ЭДС ,
поэтому потенциал точки b
оказывается меньше, чем потенциал точки
c
на величину ЭДС
,
т.е.
.
(1-10)
На
рис. 1-14,б
при перемещении от точки c
к точке b
идем согласно ЭДС
и потому потенциал точки b
оказывается больше, чем потенциал точки
c
на величину ЭДС
,
т.е.
.
(1-11)
Ранее
говорилось, что на участке цепи без ЭДС
ток течет от более высокого потенциала
к более низкому. Поэтому в обеих схемах
рис. 1-14 потенциал точки a
выше, чем потенциал точки b
на величину падения напряжения на
резисторе сопротивлением :
. (1-12)
Таким образом, для рис. 1-14,а имеем
,
или
.
(1-13)
И для рис. 1-14, б имеем
,
или
.
(1-14)
Положительное
направление напряжения указывают на
схемах стрелкой. Стрелка должна быть
направлена от первой буквы индекса ко
второй. Так, положительное направление
напряжения
изобразится
стрелкой, направленной от a
к c.
Из
самого определения напряжения следует
также, что .
Поэтому
.
Другими словами, изменение чередования
индексов равносильно изменению знака
этого напряжения. Из изложенного ясно,
что напряжение может быть и положительной,
и отрицательной величиной.
Закон ома для участка цепи, не содержащего эдс
Закон Ома устанавливает связь между током и напряжением на некотором участке цепи. Так, применительно к участку цепи, изображенному на рис. 1-13 имеем
или
.
(1-15)