1.2 Закон Ома и его применение для расчета электрических цепей

Закон Ома гласит: Отношение разности потенциалов U (падения напряжения) возникающих на концах сопротивления при прохождении через него тока I к величине этого тока есть величина постоянная:

Константа называется сопротивлением – R.

Формула Закона Ома:

Если известен ток и сопротивление, то падение напряжения на сопротивлении равно: .

Это линейная функция.

График зависимости – прямая линия.

Отношение

Рисунок 1.1 – График зависимости падения напряжения от тока

Пример:

На графике = 200 B; = 10 мА.

Найти величину сопротивления R.

Решение:

Ответ: R = 2 кОм.

Вероятные вопросы интернет тестирования по теме 1.2:

1) Закон Ома:

a) ; б) ;

в) ; г) . Ответ (а)

2) Единица измерения напряжения:

а) Ампер; б) Вольт;

в) Вебер; г) Тесла. Ответ (б)

3) График зависимости падения напряжения на сопротивлении R от тока I есть:

а) гипербола; б) парабола;

в) график tg ; г) прямая. Ответ (г)

4) При напряжении U = 200 В и токи I = 5 А, на участке цепи, содержащим резистор R равно:

а) 40 Ом; б) 0,025 Ом;

в) 100 Ом; г) 1 кОм. Ответ (а)

1.3 Методы преобразования цепей

Последовательное соединение сопротивлений:

Рисунок 1.2 – Последовательное соединение

По закону Ома , где

При последовательном соединении складываются сопротивления.

Для одинаковых сопротивлений .

Параллельное соединение:

Рисунок 1.3 – Параллельное соединение

По закону Ома , где Так как (проводимость), то

При параллельном соединении складываются проводимости.

Для одинаковых сопротивлений

Смешанное соединение:

Рисунок 1.4 – Смешанное соединение

Здесь находится путем упрощения схемы (свертывания до одного эквивалентного сопротивления). При расчете токов в отдельных ветвях схему «развертывают» в обратном порядке.

Пример:

Рисунок 1.5 – Пример преобразования

По закону Ома: входной ток где общее суммарное сопротивление схемы

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) ;

6) ;

7) .

Вероятные вопросы интернет тестирования по теме 1.3:

1) При последовательном соединении R складываются:

а) проводимости; б) сопротивления. Ответ (б)

2) При параллельном соединении R складываются:

а) проводимости; б) сопротивления. Ответ (а)

3) При смешанном соединении R:

а) в параллельном ветвях складываются проводимости, в последовательных сопротивления;

б) все сопротивления складываются;

в) все проводимости складываются;

г) все сопротивления делят на число ветвей.

Ответ (а)

1.4 Законы Кирхгофа и их применение для расчета электрических цепей постоянного тока

Первый закон Кирхгофа:

Для линейных цепей постоянного тока алгебраическая сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю:

.

Рисунок 1.6 – Узел электрической цепи

Вторoй закон Кирхгофа:

В любом замкнутом контуре электрической цепи постоянного тока алгебраическая сумма падений напряжений на всех резистивных элементах равна алгебраической сумме всех ЭДС действующих в контуре :

где m – число резисторов, n – число ЭДС.

В уравнении со знаком плюс записываются токи и ЭДС, направления которых совпадают с произвольно выбранным направлением обхода контура.

Рисунок 1.7 - Контур

Пример:

Для контура К1: .

Для контура К2: .

Вероятные вопросы интернет тестирования по теме 1.4:

1) Первый закон Кирхгофа имеет вид:

а) ; б) ;

в) ; г) .

Ответ (в)

2) Для узла «а» (рис. 1.7) справедливо следующее уравнение по первому закону Кирхгофа:

а) ; б) ;

в) ; г) .

Ответ (г)

3) Количество независимых уравнений по законам Кирхгофа, необходимое для расчета тока в ветвях, составляет:

а) пять уравнений по второму закону Кирхгофа;

б) два уравнения по первому закону и три по второму закону;

в) одно уравнение по первому закону и два уравнения по второму закону.

Ответ (в)