1Й закон Кирхгофа.

Если к одной точке подвести несколько проводников и несколько вывести, то…

Сумма токов, подходящих к узлу, будет равна сумме токов, отходящих от узла: I₁+I₂=I₃

Алгебраическая сумма токов в общей точке будет равна нулю. Токи в параллельных цепях будут распределяться в зависимости от сопротивления каждой цепи, то есть, при одинаковом сопротивлении двух параллельных цепей ток между ними будет разделяться поровну.

Полное сопротивление цепи.

Каждый источник ЭДС (генератор, батарея) обладает своим собственным (внутренним) сопротивлением Rвн. Например, - электродвигатель, работающий в генераторном режиме. Ведь ток, отдаваемый генератором, сначала проходит по его собственным обмоткам (якоря и возбуждения), которые также имеют своё сопротивление, то есть, происходит падение напряжения внутри самого генератора. Именно поэтому напряжение на зажимах генератора всегда чуть меньше его ЭДС, то есть: Uобщ = E - Uвн

Таким образом, при расчёте общего сопротивления всей цепи необходимо учитывать и внутреннее сопротивление электрической машины: Rобщ = Rпотр + Rвн., а силу тока в цепи можно рассчитать, используя Закон Ома для всей цепи: сила тока в замкнутой цепи прямо пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна сопротивлению всей цепи:

Режимы работы электрических цепей.

Режим короткого замыкания, КЗ. Если полюса генератора замкнуть проводником с малым сопротивлением, то при Rвн = 0,1 Ом и U = 200 В по цепи пройдёт недопустимо большой ток, что приведёт к выходу генератора из строя: I = 200 : 0,1 = 2000А.

Режим холостого хода. Если цепь с генератором разомкнута, то сила тока в цепи будет равна нулю.

Режим нагрузки. Если цепь замкнута, то по ней проходит ток, зависящий от сопротивлений, включённых в данную цепь: где R – сопротивление цепи, r – внутреннее сопротивление генератора.

Магнетизм.

Е сли по проводнику протекает электрический ток, то вокруг него возникает магнитное поле. В прямолинейном проводнике силовые линии магнитного поля имеют форму замкнутых колец. Направление магнитного поля можно определить по Правилу буравчика: Если буравчик ввинчивать по направлению тока, то направление вращения его рукоятки укажет направление вектора силовых линий.

Д ля получения более сильного магнитного поля применяют катушки с проволочной обмоткой. При этом силовые линии внутри колец имеют одинаковое направление и складываются. Чем больше витков имеет катушка, тем более сильный магнитный поток она создаёт. Для усиления этого потока внутрь катушки вставляют стальной сердечник с хорошей магнитной проводимостью. При этом сердечник намагничивается сам, то есть, он способен «притянуть» к себе, например, стальной предмет (якорь контактора или реле). Если на стойке (6) и якоре (3) установить контакты другой цепи, то, подавая или снимая напряжение с катушки, можно замкнуть или разомкнуть эти контакты (5 и 6). Такие устройства используются на вагонах метрополитена в качестве электромагнитных контакторов и реле, их устройство подробно рассматривается в разделе «Электрооборудование».

3 Эл. об.

Принцип работы электродвигателя.

Любой проводник с током, помещённый в магнитное поле, испытывает воздействие механической силы F, стремящейся вытолкнуть его за пределы магнитного поля. Направление действия этой силы определяется по Правилу левой руки :

Если левую руку расположить так, чтобы силовые линии входили в ладонь, а 4 пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление действия выталкивающей силы.

Таким образом, зная направление тока в проводнике и это простое правило, можно определить направление вращения якоря электродвигателя, а если изменить направление тока в якоре или в главных полюсах, то изменится и направление выталкивающей силы, то есть, направление вращения якоря.

Е сли рамку, сделанную из проводника, закрепить на оси и подключить её к источнику ЭДС, то по проводнику начнёт протекать ток, создавая вокруг него магнитное поле. Взаимодействие магнитного поля, созданного полюсами, с магнитным полем вокруг проводника приведёт к возникновению выталкивающей силы. Если, допустим, под северным полюсом направление тока в рамке «от нас», то на верхнюю часть рамки будут действовать силы, направленные влево, а под южным – вправо. В результате взаимодействия этих сил создаётся вращающий момент и рамка начинает вращаться вместе с осью в направлении действия выталкивающей силы. При этом рамка и ось будут вращаться рывками каждые пол-оборота. Если же на оси закрепить несколько подобных рамок (по кругу) и обеспечить подачу на них питания строго в момент нахождения рамки под полюсами, то вращение оси будет непрерывным. Таким образом, если данную ось (вал) соединить через карданную муфту с редуктором колёсной пары, то она начнёт вращаться, приводя в движение вагон. Если в два раза увеличить количество главных полюсов, то вращающий момент ( сила тяги) увеличится также вдвое.