Вопрос №7: Законы Ома и Кирхгоффа.

В се электрические цепи подчиняются законам Ома и Кирхгоффа.

1. 1. Закон Ома для участка цепи: Ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению: :

I = U/R; U = I*R; К = U/I.

2. Закон Ома для полной и замкнутой цепи: Ток прямо пропорционален ЭДС и обратно пропорционален полному сопротивлению (R_BH + R_H).

, здесь а, b - крайние точки участка; Е – значение Э.Д.С. Закон Ома для участка цепи, содержащего Э.Д.С., позволяет найти ток этого участка: I = E/ (R_BH + R_H).

Знак «плюс» ставится при совпадении направления тока, протекающего по участку, с направлением Э.Д.С.

Первый закон Кирхгоффа:

1. Алгебраическая сумма токов в узле цепи равна 0. Ток, втекающий в узел, берется со знаком «+», а вытекающий имеет знак «-». . Пример: из рисунка 1.7 видно: узел I: I₁ – I₂ – I₃ = 0;

2. Сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов вытекающих из него. Пример: узел 2: I₃ = I₄ + I₅.

Второй закон Кирхгоффа:

Алгебраическая сумма падений напряжения в любом замкнутом контуре равна алгебраической сумме ЭДС вдоль этого контура: За направление обхода контура принимает направление часовой стрелки. Если направление Э.Д.С. и направление падения напряжения совпадает с направлением обхода контура, то берется знак «+».

Пример: из рисунка 1.7 сделаем выводы:

Контур I: I₁*R₁ + I₂*R₂ = E₁;

Контур II: I₃*R₃ + I₄*R₄ - I₂*R₂ = 0;

Контур III: I₅*R₅ - I₄*R₄ = 0.

Вопрос №8:Понятия об установившемся и переходном процессе. Законы коммутации.

Установившимся режимом работы электрической цепи называется режим, при котором токи и напряжения в ветвях остаются неизменными. Такой процесс имеет место при длительном воздействии источника энергии. В реальных условиях необходимо управлять работой электрических цепей, т. е. включать или отключать источники энергии, изменять параметры R, L и C элементов. Перечисленные действия принято называть коммутацией, а процессы, возникающие в результате коммутации, – переходными. Физически переходные процессы представляют собой изменение энергетического состояния элементов и цепи в целом при переходе цепи от одного режима (отключенного источника) к другому режиму (включенного источника). Это быстро протекающие процессы, но именно на интервалах их существования в цепи возможны опасные броски токов и напряжений.

Р ассмотрим схему цепи, приведенную на рис. 1.9, а. Будем полагать, что параметры элементов цепи постоянны. При замкнутом ключе К сумма падений напряжения на индуктивности L и сопротивлении R равна Э.Д.С. Е:

L*di/dt + R*i = E. Ток i и Э.Д.С. Е могут принимать конечные значения. Допустим, что ток i может измениться скачком за бесконечно малый промежуток времени ∆t. Тогда отношение ∆i / ∆t = ∞. Следовательно, допущение о возможности скачкообразного изменения тока через индуктивность неприемлемо. Однако напряжение на индуктивности, равное, может измениться скачком. Полученный вывод является обоснованием закона коммутации: В ветви с индуктивностью ток в момент коммутации сохраняет значение, которое он имел до коммутации, а после коммутации плавно изменяется от этого значения:i(0_-)= i(0₊).

Рассмотрим схему цепи, приведенную на рис. 1.9, б. Будем полагать, что параметры элементов цепи постоянны. При замкнутом ключе К сумма падений напряжения на емкости С и сопротивлении R равна Э.Д.С. Е: R*C*du_C/dt + u_C = E, u_C – напряжение на емкости. Напряжение u_C и Э.Д.С. E могут принимать конечные значения. Допустим, что u_C может измениться скачком за бесконечно малый промежуток времени ∆t. Тогда, ∆u_C/∆t = ∞ и левая часть уравнения не будет равна правой. Следовательно, допущение о возможности скачкообразного изменения напряжения на емкости неприемлемо. Однако ток через емкость, равный, может изменяться скачком. Полученный вывод является обоснованием следующего закона коммутации: В ветви с емкостью напряжение в момент коммутации сохраняет значение, которое было до коммутации, а после коммутации плавно изменяется от этого значения:u_C(0_-) = u_C(0₊).