Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома


НазваниеПоложительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома
страница1/7
Дата публикации04.06.2013
Размер0.89 Mb.
ТипЗакон
userdocs.ru > Физика > Закон
  1   2   3   4   5   6   7

  1. Электрический ток, электрическая цепь и ее основные элементы.

Электрический ток – направление движения заряженных частиц. Для количественной оценки величины тока служит понятие силы тока: , где q – заряд, t – время. . Для возникновения тока необходимо наличие замкнутого пути для заряженных частиц – замкнутой электрической цепи. Эл. цепь состоит из: 1. источников электроэнергии. 2. приемника э.э. 3. соединительных проводов. 3. коммутатора (выключателя). В источниках э.э. происходит преобразование других видов энергии в электрическую. В приемниках происходит преобразование э.э. в другие виды энергии. Графическим изображением эл. цепи является схема. Схемы бывают электрические принципиальные и схемы замещения. Эл. принципиальная состоит из специальных ГОСТированных обозначений различных электротехнических устройств. Она показывает состав эл. цепи, способ соединения и порядок взаимодействия элементов. С её помощью можно собрать эл. цепь, но нельзя рассчитать режимы её работы. Схемы замещения состоят из набора идеализированных элементов, подобранных так, что бы с достаточной точностью рассчитать режим работы элементов. Схема замещения является количественной моделью электрической цепи. Примеры:




Принципиальная
Замещения
Конфигурация схемы замещения осуществляется тремя топографическими понятиями: 1. ветвь 2. узел. 3. контур. Ветвь – участок цепи, по которому протекает один и тот же ток. Узел – место соединения 3-х и более ветвей (на схеме узел обозначается точкой). Контур – это замкнутый путь, проходящий по ветвям цепи так, что ни одна ветвь и ни один узел не повторяются дважды. Цеп могут быть разветвленными и неразветвленными. Свойство каждого элемента цепи характеризуется параметрами. Свойство элемента поглощать из эл. ц. э.э. и превращать её в другие виды энергии (тепловую, световую) характеризует сопротивление R, r. Свойство элемента при протекании по нему тока создавать собственное магнитное поле характеризуется параметром индуктивности L. Свойство элемента накапливать заряды характеризуется параметром ёмкости С. Каждый элемент эл. ц. обладает всеми тремя параметрами. В тех или иных условиях какими-то из этих параметров можно пренебречь. Элемент, характеризующийся только одним параметром называется идеальным:, , . . Индуктивность , где ψ – это потокосцепление [Гн]=. Ёмкость С= [Ф]=.


  1. Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома.

Постоянный ток – это движение отрицательных и/или положительно заряженных частиц под действием постоянного электрического поля (дальше - ЭП). Величина и направление постоянного тока с течением времени не меняется. [А]=[], q – заряд, прошедший через сечение провода за время t. Традиционно положительным направлением тока считается направление частиц от + к -. Напряжение – линейный интеграл от напряженностей ЭП вдоль этого участка. Количественно он равен отношению работы ЭП по перемещению заряда q вдоль этого участка. В безвихревом поле напряжение равно разности потенциалов поля на краях этих участков.

.
Напряжение направлено от большего потенциала к меньшему. При расчете эл. ц. как правило зарание неизвестны направления тока и напряжения в ветвях. Перед началом расчета выбирают условные положительные направления тока в ветвях и указывают их на схеме стрелками. Если в результате расчета ток получается отрицательный – это значит, что он направлен в другую сторону. Условие положительных направлений напряжений тоже выбирается случайно. Обычно сонаправлено с током. Закон Ома:







; [Cм] – проводимость.


  1. Источник ЭДС и источник тока.

Рассмотрим простейшую схему, состоящую из гальванического элемента и сопротивления нагрузки. При подключении к источнику сопротивления нагрузки по нему потечет ток. Для того, что бы ток сохранял постоянное значение необходимо восстанавливать количеств зарядов на пластинках источника, т.е. перемещать заряды внутри источника навстречу полю. В источниках э.э. это происходит за счет работы сторонних сил. Интенсивность действия сторонних сил принято характеризовать параметрами ЭДС. ЭДС равна отношению работы сторонних сил по перемещению заряда q против поля внутри источника к величине этого заряда. Количество ЭДС так же равна разности потенциалов на зажимах источника на холостом ходу. – ЭДС. При протекании по источнику тока напряжение на его зажимах уменьшается на величину падения напряжения на вн. сопротивлении источника. - формула вн. характеристики источника. Идеальный источник ЭДС – источник с нулевым вн. сопротивлением, напряжение которого не зависят от величины тока. Если использовать идеальный источник ЭДС, то схема замещения реального источника примет вид:d:\razer\temp\название.png

Идеальный источник тока – источник с бесконечным внутренним сопротивлением, ток которого не зависит от сопротивления нагрузки. d:\razer\temp\название 2.png

Напряжение на ид. источнике определяется нагрузкой: . d:\razer\temp\название 3.png Эквивалентные схемы на рис. 1 и рис. 2 могут быть легко пересчитаны друг другом. Разделим выражения (1) на . . . Для схемы на рис. 2 можно записать ; ; ; Cравниваем (2) и (3): ; . Данные схемы замещения реального источники эквивалентны только по отношению к вн. цепи, т.е. у них одинаковые точки нагрузки и одинаковые направления на зажимах При этом не равны мощности, развиваемые источниками ЭДС и тока. ; .


  1. Обобщенный закон Ома. Потенциальная диаграмма.

Этот закон связывает напряжение и ток на участке цепи, содержащем ЭДС.

d:\razer\temp\yfpdfybt 4.png

Выразим потенциал всех точек через величину тока и ЭДС. Напряжение ; ; ;

d:\razer\temp\название 5.1.png

; ; ; ; ; ; ; ; – обобщенный закон Ома для этой цепи. – обобщенный закон Ома. - алгебраическая сумма ЭДС участка с полюсом в которую входят ЭДС, сонаправленные с током. Электрическое состояние элементов цепи можно проследить с помощью потенциальной диаграммы, на которой по оси ординат откладывают величину потенциалов точек схемы, а по оси абсцисс – величину сопротивлений между точками. Для построения диаграммы требуется 1 из точек заземлить приняв её потенциал равным нулю, при этом распределение токов и напряжений не меняется.d:\razer\temp\название 5.png d:\razer\temp\название 6.png



  1. Законы Кирхгофа в цепях постоянного тока.

Первый закон Киргофа (закон токов): Алгебраическая сумма токов в узле схемы равна нулю.

d:\razer\temp\remember 8.png

; ; Сумма входящих в узел токов равна сумме выходящих. Второй закон (закон напряжений): Алгебраическая сумма падений на резисторах в любом замкнутом контуре равна алг. сумме ЭДС этого контура: ; В сумму входят те токи и ЭДС, которые совпадают по направлению с выбранным направлением обхода контура.
d:\razer\temp\куйня со стрелочками 7.png


  1. Баланс мощностей в цепях постоянного тока.

Из закона сохранения энергии следует правило баланса мощностей: алгебраическая сумма мощностей цепи равна сумме мощностей всех приемников: ; Мощность приемника всегда положительна:; Мощность источника может быть положительная и отрицательная.

d:\razer\temp\9.pngd:\razer\temp\10.png

Для чего это нужно? Для проверки правильности нахождения тока в цепи. Если задача решена правильно – баланс сходится.



  1. Условие передачи максимальной мощности в цепях постоянного тока.

Очень часто требуется передать от источника к прибору максимальную мощность. Найдем условие, при котором это возможно.

d:\razer\temp\11.png

; ; ; ; - условие согласований сопротивлений. ; ; ; Это маленький КПД, при маленьких мощностях на него идут, что бы уменьшить габариты устройства. В системах эл. снабжения КПД<90%.


  1. Расчет цепей с одним источником питания. Метод схемных преобразований.

Метод схемных преобразований состоит в том, что сначала определяем R участков цепи к всей цепи в целом. Затем в обратном порядке по закону Ома определяют напряжение и токи на отдельных участках цепи:

d:\razer\temp\12.png

;

d:\razer\temp\13.png

;

; ;

Пример:

d:\razer\temp\15.png

;

d:\razer\temp\16.png

;

d:\razer\temp\17.png

; – делитель напряжения. ; - делитель тока


  1. Преобразование треугольника в звезду и обратно.

Часто бывают схемы в которых нельзя выделить в чистом виде последовательное или параллельное соединения.

d:\razer\temp\14.png

d:\razer\temp\18.png

Эквивалентность данных соединений состоит в том, что при замене одного соединения другим остальная часть цепи не должна это почувствовать. Т.е. режим её работы не должен измениться (потенциалы 1, 2, 3 и входящие токи ); Для этого надо, что бы входные R треугольника и звезды были одинаковы: ; ;(1) Решая систему (1) относительно получаем формулы преобразования треугольника в звезду. ; Решая систему (1) относительно получаем формулы преобразования звезды в треугольник



  1   2   3   4   5   6   7

Похожие:

Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома iconПрактическая работа №1 Тема : исследование ципей постоянного тока
Цель: Научится собирать последовательные,параллельные и смешанные цепи постоянного тока правельно подключать приборы для измерения...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома iconЗакон Ома для переменного тока. Приборы и принадлежности
Цель работы: изучить методы измерений индуктивности катушки, емкости конденсатора и экспериментально проверить закон Ома для переменного...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома iconЗакон Ома для конденсатора Закон Ома для цепи переменного тока
Энергия заряженного конденсатора: где u — напряжение (разность потенциалов), до которого заряжен конденсатор. Из лекции: q= uc; i=dq/dt=d(UC)/dt=UmCWcoswt;...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома iconИсследование трехфазной электрической цепи с активной нагрузкой, соединенной по схеме “звезда”
Ами, измерением фазных и линейных токов и напряжений. Проверить основные соотношения между токами и напряжениями симметричного и...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома icon5 Примерный перечень вопросов к зачёту (экзамену) по всему курсу
Гашение электрических дуг в цепях постоянного тока при шунтировании дугового промежутка активным сопротивлением
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома icon1 3 Задача. Расчёт разветвлённой линейной цепи постоянного тока
...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома icon0)+300sin(5ωt-1800), В$$Содержит, U=100b амплитудное значение тока I
В каких электрических цепях возникают переходные процессы?$$ В электрических цепях, содержащих энергонакопительные элементы
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома iconТок, напряжение, мощность и энергия в электрических цепях
Под электрической цепью понимается совокупность электротехнических устройств, предназначенных для прохождения электрического тока,...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома iconИсследование нелинейных электрических цепей постоянного тока цель работы
...
Положительные направления токов и напряжений в цепях постоянного тока. Закон Ома icon5. Законы Кирхгофа зтк: Алгебраическая сумма токов в любом узле или...
Электрическим током называется упорядоченное движение частиц носителей тока. Постоянный ток – ток неизменимый во времени. Электрический...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница