ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
19
3. Постоянный ток
Закон Ома для участка цепи .
I
U
R
12
12
12
= , (3.1)
где I
12
, U
12
, R
12
– сила тока , напряжение и сопротивление , относящиеся к участку
цепи между точками 1 и 2 соответственно .
Закон Ома для замкнутой цепи
I
R
r
=
+
ε
(3.2)
Здесь I – сила тока ; ε – электродвижущая сила (э.д.с.); R и r – сопротивления
внешней и внутренней цепи соответственно . При расчетах токов в сложной
разветвленной цепи следует пользоваться законами Кирхгофа:
1) алгебраическая сумма сил токов в участках цепи , сходящихся в любой точке
разветвления, равна нулю .
I
i
i
=
∑
0 (3.3)
2) для любого замкнутого контура алгебраическая сумма всех падений
напряжения равна алгебраической сумме всех электродвижущих сил.
IR
nnm
mn
=
∑
∑
ε (3.4)
При практическом применении законов Кирхгофа необходимо следовать
следующим методическим указаниям:
а ) указать (произвольно ) направление токов на всех участках цепи . Если
истинное направление противоположно указанному, при решении задачи
соответствующее значение тока получится отрицательным.
б ) выбрать направление обхода контура (обычно по часовой стрелке ).
в) составить n – 1 уравнение по 1-му закону Кирхгофа, где n – количество узлов.
г) составить уравнения по 2-му закону Кирхгофа, причем электродвижущие
силы брать со знаком плюс, если они повышают потенциал по направлению
перехода (переход от минуса к плюсу), и со знаком минус, если понижают.
Падение напряжений считать положительными, если направление токов,
проходящих через соответствующие сопротивления, совпадают с направлением
обхода контура, и отрицательными, если направления токов противоположны
направлению обхода .
Таким образом, искомые токи находят в результате решения полученной
системы линейных алгебраических неоднородных уравнений.
Количество неизвестных величин можно уменьшить , пользуясь
физическими соображениями. К примеру, в рамках подхода, известного под
названием «метод контурных токов» , электрическая цепь рассматривается как
совокупность соприкасающихся контуров (ячеек). Предполагается, что в каждом
контуре проходит свой (контурный) ток. Тогда на общих участках,
расположенных на границе двух соседних контуров, будет протекать ток, равный
алгебраической сумме токов этих контуров. Для каждого контура составляется
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
19 3. П о ст о ян н ы й т ок За ко н О ма для уч а стка це пи . U12 I12 = , (3.1) R12 где I12, U12, R12 – си ла то ка , на пр яж е ни е и со пр о ти вле ни е , о тно сящ и е ся к уч а стку це пи ме ж ду то ч ка ми 1 и 2 со о тве тстве нно . За ко н О ма для за мкнуто й це пи ε I= (3.2) R +r Зде сь I – си ла то ка ; ε – эле ктр о дви ж ущ а я си ла (э.д.с.); R и r – со пр о ти вле ни я вне ш не й и внутр е нне й це пи со о тве тстве нно . П р и р а сч е та х то ко в в сло ж но й р а зве твле нно й це пи сле дуе тпо льзо ва ться за ко на ми Ки р хго ф а : 1) а лге б р а и ч е ска я сумма си л то ко в в уч а стка х це пи , схо дящ и хся в люб о й то ч ке р а зве твле ни я, р а вна нулю . ∑Ii = 0 (3.3) i 2) для люб о го за мкнуто го ко нтур а а лге б р а и ч е ска я сумма все х па де ни й на пр яж е ни я р а вна а лге б р а и ч е ско й сумме все х эле ктр о дви ж ущ и х си л. ∑ ∑ I n Rn = εm (3.4) n m П р и пр а кти ч е ско м пр и ме не ни и за ко но в Ки р хго ф а не о б хо ди мо сле до ва ть сле дующ и м ме то ди ч е ски м ука за ни ям: а ) ука за ть (пр о и зво льно ) на пр а вле ни е то ко в на все х уч а стка х це пи . Если и сти нно е на пр а вле ни е пр о ти во по ло ж но ука за нно му, пр и р е ш е ни и за да ч и со о тве тствующ е е зна ч е ни е то ка по луч и тся о тр и ца те льны м. б ) вы б р а ть на пр а вле ни е о б хо да ко нтур а (о б ы ч но по ч а со во й стр е лке ). в) со ста ви ть n– 1 ур а вне ни е по 1-му за ко ну Ки р хго ф а , где n – ко ли ч е ство узло в. г) со ста ви ть ур а вне ни я по 2-му за ко ну Ки р хго ф а , пр и ч е м эле ктр о дви ж ущ и е си лы б р а ть со зна ко м плюс, е сли о ни по вы ш а ю т по те нци а л по на пр а вле ни ю пе р е хо да (пе р е хо д о т ми нуса к плюсу), и со зна ко м ми нус, е сли по ни ж а ю т. П а де ни е на пр яж е ни й сч и та ть по ло ж и те льны ми , е сли на пр а вле ни е то ко в, пр о хо дящ и х ч е р е з со о тве тствующ и е со пр о ти вле ни я, со впа да ют с на пр а вле ни е м о б хо да ко нтур а , и о тр и ца те льны ми , е сли на пр а вле ни я то ко в пр о ти во по ло ж ны на пр а вле ни ю о б хо да . Та ки м о б р а зо м, и ско мы е то ки на хо дят в р е зульта те р е ш е ни я по луч е нно й си сте мы ли не йны х а лге б р а и ч е ски х не о дно р о дны х ур а вне ни й. Ко ли ч е ство не и зве стны х ве ли ч и н мо ж но уме ньш и ть, по льзуясь ф и зи ч е ски ми со о б р а ж е ни ями . К пр и ме р у, в р а мка х по дхо да , и зве стно го по д на зва ни е м «ме то д ко нтур ны х то ко в» , эле ктр и ч е ска я це пь р а ссма тр и ва е тся ка к со во купно сть со пр и ка са ющ и хся ко нтур о в (яч е е к). П р е дпо ла га е тся, ч то в ка ж до м ко нтур е пр о хо ди т сво й (ко нтур ны й) то к. То гда на о б щ и х уч а стка х, р а спо ло ж е нны х на гр а ни це двух со се дни х ко нтур о в, б уде тпр о те ка ть то к, р а вны й а лге б р а и ч е ско й сумме то ко в эти х ко нтур о в. Д ля ка ж до го ко нтур а со ста вляе тся PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- …
- следующая ›
- последняя »