Законы Кирхгофа (ур-я сост-я)

1) Алгебраическая сумма токов в узле равняется 0 (ур-е сост-я для узла)

I3-I2-I1=0

 

2) В замкнутом контуре алгебраическая сумма падений напряжений на элементах цепи равна алгебраической сумме ЭДС, действующей в этом контуре. (ур-е сост-я для контура)

Внешняя ВАХ источника питания – это зависимость напряжения на выходных зажимах от величины тока нагрузки.

 

 

Режимы работы:

1) Холостой ход , I=0, U=E

2) Номинальный режим: от источника энергии отбирается номинальная мощность, т.е. та наибольшая мощность, которую длительно может развивать генератор, не перегреваясь.

– мощность потери (на нагрев) – мощность нагрузки – полная мощность цепи. - КПД

3) Короткое замыкание

Rн=0,

Для источника с Rв → 0 режим КЗ опасен – это аварийный режим. Менее опасен для гальванических элементов, т.к. Rв>0.

4) Согласованный режим

Выводится наибольшая мощность; используется этот режим в измерительных приборах, информационно-измерительных целях и средствах связи:

Iк – ток короткого замыкания

P_2MAXпри : Rн = Rв

Для передачи больших мощностей работа в согл. режиме как правило недопустима. В цепях с большой мощностью Rн>>Rв => возрастает КПД.

Условные положительные направления ЭДС, токов и напряжений в схемах замещения. Пассивный и активный двухполюсники. Режимы работы двухполюника.

Условные полож. направления ЭДС источника питания, токов и напряжений ццепи необходимо задавать для правильной записи уравнений, описывающих процессы в электрической цепи или её элементах. На схеме стрелками укажем полож. направ-я ЭДС, напряж-й и токов:

а) Для ЭДС – произвольно, но следует учитывать, что полюс (зжим источника), к которому направлена стрелка, имеет более высокий потенциал по отношению к другому полюсу.

б) Для токов в ветвях, содержащих источники ЭДС – совпадающими с напрвлениями ЭДС, в других ветвях – произвольно.

в) Для напряжений – совпадающими с направлением тока в ветви или элемента цепи.

Каждый генератор и приемник имеет 2 зажима (полюса). По этим зажимам осуществляется приём/передача э/э. Такая система называется двухполюсником. Двух-ки делятся на активные и пассивные. Активные содержат ист. ЭДС, пассивные не содержат. Реальная э/цепь может быть представлена в виде активного и пассивного двухполюсников.

П: Rвх = U/I А: Rвх = Rн

Режим работы э/цепи определяется изменениями параметров пассивного двухполюсника, в общем случае величиной сопротивления нагрузки Rн. При анализе э/цепи рассматривают режимы холостого хода, номинальный режим, КЗ и согласованный (см. вопрос 3).

Линейные электрические цепи. Виды соединений элементов цепей. Неразветвлённые и разветвлённые цепи. Определение эквивалентных сопротивлений разветвлённых электрических цепей. Метод свёртки. Метод проводимостей.

Линейные электрические цепи – это электрические цепи, в которых параметры элементов (сопротивление и др.) не зависят от тока в них.

Виды соединений элементов цепей:

Соединение элементов может быть последовательным, параллельным и смешанным.

1. Последовательное соединение

На рисунке R 1, R 2, R 3 - нагрузочные сопротивления (потребители). При последовательном соединении потребителей сила тока в них одинакова, а напряжение U на зажимах цепи равно сумме падений напряжений на ее участках:

.

По закону Ома можно записать:

 

,

отсюда общее сопротивление цепи равно:

.

2. Параллельное соединение

 

 

При параллельном соединении напряжение на всех потребителях одинаково, а ток в неразветвленной части цепи равен сумме токов параллельно соединенных участков:

.

По закону Ома:

,

откуда

.

3. Смешанное соединение

Смешанным называется такое соединение, при котором в цепи имеются группы параллельно и последовательно включенных сопротивлений.

 

Электрические цепи в зависимости от количества ветвей делятся на неразветвленные (одноветвевые) и разветвленные (имеющие несколько ветвей)

Определение эквивалентных сопротивлений разветвлённых электрических цепей:

 

R_э= R₁+R₂₃

 

Метод свертки:

Суть метода состоит в замене последовательно или параллельно соединенных резисторов, или сопротивлений на R_э. По уравнению состояния простого контура находят ток в неразветвленной части цепи. Посредством обратного преобразования находят токи во всех ветвях.

R_э= R₁+R₂₃

Метод проводимостей (нашел только пример)