Лекция 9

Темы для СРС
Разобрать пример расчета электрической цепи

1.1 Правила Кирхгофа. Основные понятия
Ветвь электрической цепи- это участок цепи от одного узла до другого узла. Содержит одну или несколько последовательно соединенных элементов цепи: сопротивление, источники ЭДС или источники тока
Контур –любой замкнутый набор ветвей
Независимый контур – контур, в который входит хотя бы одна ветвь не входящая в другие контуры
Узел – точка, где сходится не менее трех проводников.

1.1 Правила Кирхгофа. Основные понятия
Если в цепь не включен конденсатор, то заряд в узле не теряется, поэтому сумма токов, входящих в узел и токов, выходящих из узла, должна быть одинакова. Токи, входящие в узел возьмем со знаком «+», а выходящие из узла со знаком «-»

1.1 Правила Кирхгофа
Для решения практических задач на расчет электрических цепей пользуются правилами Кирхгофа
Первое правило. Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю. Это есть следствие закона сохранения заряда:
Узел – точка, где сходится не менее трех проводников.
Второе правило. В замкнутом контуре алгебраическая сумма произведе-ний силы тока на сопротивление соответствующего участка равна алгебраиче-ской сумме ЭДС:
При этом ток и ЭДС считаются положительными, если их направление совпадает с направлением выбранного обхода контура

1.1 Порядок расчета разветвлённой цепи постоянного тока
Произвольно выбираются направления токов во всех участках цепи
Для m узлов в цепи записываются (m-1) независимых уравнений по первому правилу Кирхгофа
Выделяются и обозначаются замкнутые
контуры и после выбора направлений обходов,
записывается система уравнений по второму
правилу Кирхгофа
В разветвлённой цепи, состоящей из P ветвей и
m узлов имеется (P-m+1) независимый уравнений по второму
правилу Кирхгофа
При их составлении контуры выбираются таким образом чтобы каждый новый содержал хотя бы один новый участок цепи, не входящий в уже рассмотренные контуры
По условию без оговорок в задачах: сопротивление на амперметре равно нулю, значение силы тока на вольтметре равно нулю

1.1 Правила Кирхгофа.
Пример расчета электрической цепи
При этом ток и ЭДС считаются положительными, если их направление совпадает с направлением выбранного обхода контура.
Составим уравнение Кирхгофа
для цепи, изображенной на рис:

Выбрать направления токов.
Выбрать направление обхода контура.
При переходе с «-» на «+» ε со знаком «+».
Если направление обхода контура совпадает с направлением тока, то IR со знаком «+».

1.1 Правила Кирхгофа.
Пример расчета электрической цепи

1.2 Расчеты электрических цепей.
Значение правил Кирхгофа в электротехнике.
Правила Кирхгофа имеют прикладной характер и позволяют наряду и в сочетании с другими приёмами и способами (метод эквивалентного генератора, принцип суперпозиции, способ составления потенциальной диаграммы) решать задачи электротехники.
Правила Кирхгофа нашли широкое применение благодаря простоте формулировки уравнений и возможности их решения стандартными способами линейной алгебры (методом Крамера, методом Гаусса и др.).

1.3 Работа и мощность тока.
Закон Джоуля-Ленца
- закон Джоуля-Ленца.
-закон Джоуля − Ленца в дифференциальной форме.

1.3 Работа и мощность тока.
Закон Джоуля-Ленца
Практическое значение:
При передаче электроэнергии тепловое действие тока является нежелательным, поскольку ведёт к потерям энергии. Поскольку передаваемая мощность линейно зависит как от напряжения, как и от силы тока, а мощность нагрева зависит от силы тока квадратично, то выгодно повышать напряжение перед передачей электроэнергии, понижая в результате силу тока.