Теоретические основы лабораторной работы
Цель
Изучить теорию и практику применения правил Кирхгофа для расчета электрических цепей.
Теоретические основы лабораторной работы
Схема - графическое изображение электрической цепи.
Простые узлы – место соединения зажимов двух элементов.
Сложные узлы - место зажимов 3-х и более элементов.
Ветвь -это участок цепи, включаемый между узлами. Через который течет один и тот же электрический ток.
Контур - любой замкнутый путь, проходящий по нескольким узлам.
Главные(независимые) контуры - это контуры, отличающиеся друг от друга хотя бы одной ветвью.
Число независимых контуров можно рассчитать по формуле:
Первый закон Кирхгофа:
Алгебраическая сумма токов в любом узле равна (электрической цепи)=0
В любом узле сумма токов направленных к узлу равна сумме токов направленных от узла
, где p+q=n
Второй закон Кирхгофа:
Алгебраическая сумма поделит напряжение вдоль любого замкнутого контура электрической цепи равна 0.
Алгебраическая сумма ЭДС Вдоль любого замкнутого контура равна алгебраической сумме падений напряжений на резисторах в этом контуре:
, p+q=n
Для облегчения работы цепей элементы цепей заменяют их эквивалентными схемами(схемы замещения).
Ветвь - участок цепи.
Узел - место соединений не менее 3-х ветвей.
Точка – Место соединений двух элементов или ветвей.
Замечание 1
Законы Кирхгофа являются одной из форм законов сохранения материй и энергии и поэтому относиться к фундаментальным законам природы.
|
|
|
Замечание 2
1-й закон Кирхгофа является следствие принципа непрерывности электрического тока в соответствии с которым суммарный поток зарядов через любую замкнутую поверхность, равна 0, т.е. количество зарядов выходящих через эту поверхность должно быть равно количеству входящих зарядов.
Замечание 3
2-й закон Кирхгофа связан с понятием потенциала электрического поля как работы совершаемой при перемещении единого точечного заряда в пространстве. Если такое перемещен не совершается по замкнутому контуру, то суммарная работа равна 0.
Каждый узел или электрическая цепь обладает собственным потенциалом, так, что перемещаясь вдоль замкнутого контура мы совершаем работу потока при возврате в данную точку будет равна 0. Именно это свойство моментального электрического поля и описывает закон Кирхгофа.
С помощью закона Кирхгофа для любой электрической цепи можно составить систему линейных независимых уравнений и определить любые независимые параметры, если число их не превышает числа уравнений.
Общее количество уравнений (N) в системе равно числу ветвей (
)- число ветвей содержащих источник тока:
|
|
|
N= 
Наиболее простым по выражением являются по закону Кирхгофа, одно число не может быть больше числа узлов:
Алгоритм составления системы уравнений:
1. Определить число узлов и ветвей цепи.
2. Определить число уравнений по 1 или 2 закону.
3. Для всех ветвей (кроме ветвей с источником тока) произвольно задать направление токов.
4. Для всех узлов кроме 1, выбрать произвольно и составить уравнение по 1-ом закону Кирхгофа.
5. Произвольно выбрать на схеме электрические цепи замкнутые контуры, таким образом, что бы они отличались друг от друга, но по крайне мере ветви кроме ветвей с источником тока, входит по крайне мере один контур.
6. Произвольно выбрать для каждого контура направления и составить уравнение по 2-му закону Кирхгофа в правую часть уравнения ЭДС.
Действующие в контуре, а в левую падение напряжения резисторах.
Примечания:
1 закон ЭФС выбирают положительным, если направление ее действительно совпадает с направлением обхода независимо от направления тока
2 закон Падения напряжения на резисторе принимаем положительно, если направление тока в нем совпадает с направлением обхода.
|
|
|
Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 16; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!