Главная | Обратная связь

Закони Кірхгофа. Електричний баланс в електричних колах.

Властивості лінійних електричних кіл і методи їх розрахунку. Електричні кола постійного струму. Еквівалентні перетворення.

Електричне коло складається з джерел електричної енергії, споживачів (приймачів) і проводів для передачі енергії.

Для розрахунку електричні кола зображуються у вигляді еквівалентних електричних схем, що складаються з віток, якізбігаються у вузлах (вузол – це точка, в якій збігаються три чи більш віток) і утворюють замкнені контури. Ідеальне джерело енергії характеризуються напрямом ЕРС Е. Реальне джерело енергії характеризується напрямом ЕРС Е і внутрішнім опором Ro. Умовне зображення ідеального та реального джерел в ЕРС показано на рис. 1.

Лінійне електричне коло – це коло, у якому всі опори мають лінійну вольтамперну характеристику. Залежно від способу з’єднання елементів електричні кола поділяються на нерозгалужені (рис 1.3) і розгалужені (рис І.4).

Кола з одним джерелом ЕРС доцільно розраховувати методом згортання, який полягає в заміні ділянок кола еквівалентними опорами і в кінцевому підсумку зводить усе коло до одного еквівалентного опору відносно затискачів джерела живлення.

Визначаючи струм джерела через цей еквівалентний опір, виконуємо зворотне перетворення схеми кола до вихідної й обчислюємо за відомими струмами напруги на ділянках кола та розподіл струмів у паралельних вітках.

Якщо в колі є ділянки, з'єднані зіркою і трикутником, розрахунок кола спрощується при еквівалентній заміні з’єднання зіркою на з'єднання трикутником, і навпаки.

У табл. 1.1 наведено схеми ділянок кола, еквівалентні їм схеми та формули для визначення еквівалентних опорів.

 

Закони Кірхгофа. Електричний баланс в електричних колах.

Зв`язок струмів, напруг та ЕРС в електричних колах визначаться за законом Ома і двома законами Кірхгофа. Закон Ома для ділянки з пасивним елементом (рис. 1.3) має вигляд:

Перший закон Кірхгофа: алгебраїчна сума струмів віток, усіх які збігаються у вузлі, дорівнює нулю, тобто:

При цьому струми, спрямовані до вузла, беруться додатніми, а струми, спрямовані від вузла, від’ємними.

Другий закон Кірхгофа: у будь якому замкненому контурі розгалуженого електричного кола постійного струму алгебраїчна сума ЕРС дорівнює алгебраїчній

сумі падінь напруг в усіх резистивних елементах контуру:

Складаючи рівняння за другим законом Кірхгофа, обхід контуру вибирають довільно: додатними записують ЕРС Е_к і падіння напруги R_kI_k, якщо напрям EРС E_k і струму I_k збігаються з напрямом обходу (в протилежному випадку залишаються зі

знаком "-“).

Згідно з законом збереження енергії в будь-якому електричному колі є баланс потужностей: алгебраїчна сума потужностей джерел є від'ємними, якщо напрями струмів і ЕРС протилежні.