Насибуллин Даниил. 13-24 ответы на электротех. 13. Второе правило Кирхгофа

• Название: 13. Второе правило Кирхгофа
• Анкор: Насибуллин Даниил
• Дата: 13.03.2022
• Размер: 0.68 Mb.
• Имя файла: 13-24 ответы на электротех.docx
• Тип: Документы; #394732

13. Второе правило Кирхгофа (правило напряжений Кирхгофа) гласит, что алгебраическая сумма напряжений на резистивных элементах замкнутого контура равна алгебраической сумме ЭДС, входящих в этот контур. Если в контуре нет источников ЭДС (идеализированных генераторов напряжения), то суммарное падение напряжений равно нулю:

для постоянных напряжений:{\displaystyle \sum _{k=1}^{n}E_{k}=\sum _{k=1}^{m}U_{k}=\sum _{k=1}^{m}R_{k}I_{k};}



для переменных напряжений {\displaystyle \sum _{k=1}^{n}e_{k}=\sum _{k=1}^{m}u_{k}=\sum _{k=1}^{m}R_{k}i_{k}+\sum _{k=1}^{m}u_{L\,k}+\sum _{k=1}^{m}u_{C\,k}.}:



14. Неразветвленная электрическая цепь характеризуется тем, что все элементы цепи соединены один за другим, без разветвлений и в цепи протекает один и тот же ток.



15.Последовательное соединение резисторов применяется для увеличения сопротивления.



Цепь из последовательно соединённых резисторов будет всегда иметь сопротивление большее, чем у любого резистора из этой цепи

16. Разветвленная электрическая цепь, как видно из названия, состоит из нескольких ветвей.

Ветви, присоединенные к одной паре узлов, включены параллельно Отличительной особенностью параллельного соединения является то, что ко всем ветвям приложено одно и то же напряжение.



17.Расчёт электрических цепей методом сворачивания

Цепь со смешанным соединением включает в себя участки с последовательным и параллельным соединением потребителей, или сопротивлений (резисторов).



18.Метод двух узлов Электрическая цепь называется сложной, если она состоит из нескольких, произвольно расположенных, источников энергии и приемников. Для расчета сложных электрических цепей применять закон Ома нельзя. Существуют различные методы расчета сложных электрических цепей.



1. Выбираем произвольно направления токов в ветвях в одну и ту-же сторону (см. рис.3 – стрелки со штрихами), например, все вверх

2. Определяем проводимости ветвей:

q1=1/R1=1/0,3=3,33 См.

q2=1/R2=1 м.

q3=1/R3=1/24=0,0416 См.

3. Определяем напряжение между двумя узлами по формуле: U=∑Eq/∑arq=(E1q+E2q2)/(q1+q2+q3)=(246∙3,31+230)/4,3716=240 В

В этой формуле значения Е1 И Е2 записываются со знаком «плюс», так как направление токов совпадает с направлением Е1 и Е2

4. Определяем токи в ветвях I=(E-U)q I1=(E1-U)q1=(246-240)3,33=20A I2=(E2-U)q2=230-240=-10A I3=-Uq3=240∙0,0416=-10А

Так как, значения I2 и I3 получились отрицательными, то эти токи будут противоположными по направлению (на рисунке показаны жирные сплошные стрелки).

5.Определим режимы работы источников питания Е1 и Е2. Если направление тока и ЭДС Е совпадают, то источник работает в режиме генератора, если не совпадают - в режиме двигателя. Направление Е1 и I1 совпадают, значит источник Е1является генератором. Направление Е2 И I2 не совпадают, значит источникЕ2 работает в режиме двигателя.

Выполним проверку, применив 1 закон Кирхгофа.

I1 = I2 + I3

19. Расчёт сложных электрических цепей методом узловых и контурных уравнений







20.Расчет токов ветвей по методу контурных токов выполняют в следующем порядке:

1 Вычерчиваем принципиальную схему цепи и обозначаем все элементы.

2 Определяем все независимые контуры.

3 Произвольно задаемся направлением протекания контурных токов в каждом из независимых контуров (по часовой стрелке или против). Обозначаем эти токи. Для нумерации контурных токов можно использовать арабские сдвоенные цифры (I11, I22, I33 и т. д.) или римские цифры.

4 По второму закону Кирхгофа, относительно контурных токов, составляем уравнения для всех независимых контуров. При записи равенства считать, что направление обхода контура, для которого составляется уравнение, совпадает с направлением контурного тока данного контура. Следует учитывать и тот факт, что в смежных ветвях, принадлежащих двум контурам, протекают два контурных тока. Падение напряжения на потребителях в таких ветвях надо брать от каждого тока в отдельности.

5 Решаем любым методом полученную систему относительно контурных токов и определяем их.

6 Произвольно задаемся направлением реальных токов всех ветвей и обозначаем их. Маркировать реальные токи надо таким образом, чтобы не путать с контурными. Для нумерации реальных токов можно использовать одиночные арабские цифры (I1, I2, I3 и т. д.).

7. Переходим от контурных токов к реальным, считая, что реальный ток ветви равен алгебраической сумме контурных токов, протекающих по данной ветви. При алгебраическом суммировании без изменения знака берется контурный ток, направление которого совпадает с принятым направлением реального тока ветви. В противном случае контурный ток умножается на минус единицу.

21. Источниками магнитного поля являются движущиеся электрические заряды (токи). Магнитное поле возникает в пространстве, окружающем проводники с током, подобно тому, как в пространстве, окружающем неподвижные электрические заряды, возникает электрическое поле. Магнитное поле, в отличие от электрического, оказывает силовое действие только на движущиеся заряды (токи).

Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимального значения силы Ампера, действующей на прямой проводник с током, к силе тока I в проводнике и его длине Δl



Взаимодействие токов вызывается их магнитными полями: магнитное поле одного тока действует силой Ампера на другой ток и наоборот.

Формула, выражающая закон магнитного взаимодействия параллельных токов, принимает вид:



Ампер – сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками силу магнитного взаимодействия, равную 2·10–7 Н на каждый метр длины.

22. Магнитная индукция. Линии магнитной индукции

При изменении магнитного поля и и утри замкнутого проводящего контура в нем возникнет электрический ток, который называют индукционным током.

Магнитная индукция — векторная фическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля.

Электромагнитная индукция — это явление возникновения электрического тока в проводящем контре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

Если в постоянном магнитном поле перемещается проводник, то свободные электрические заряды внутри него тоже перемещаются (на них действует сила Лоренца). Положительные заряды концентрируются в одном конце проводника (провода), отрицательные - в другом.

Возникает разность потенциалов - ЭДС электромагнитной индукции. Явление возникновения ЭДС индукции в проводнике, движущемся в постоянном магнитном поле, называется явлением электромагнитной индукции.





23. Магнитный поток. Потокосцепление

Магнитный поток - скалярная физическая величина, характеризующая число линий магнитной индукции поля, пронизывающих замкнутый контур.

Нормаль - перпендикуляр к плоскости контура.

Контур - замкнутый провод. При изучении магнитного поля контур "усиливают", используя катушку.



24. Индуктивность собственная и взаимная

При анализе электрических и магнитных полей потокосцепление y одного контура с током I определяется магнитным потоком (величина которого пропорциональна току), сцепляющимся с этим контуром. Такой поток называют потоком самоиндукции.



Коэффициент пропорциональности L называют собственной индуктивностью контура. Единицей измерения индуктивности является генри (Гн)

Если магнитный поток, сцепляющийся с рассматриваемым контуром (например, первым), создается током I2 во втором контуре, то для линейной среды потокосцепление будет пропорционально току I2. При этом потокосцепление называют потокосцеплением взаимной индукции и обозначают y12 или y1М



Величину М12 называют взаимной индуктивностью контуров

Магнитные потоки, создаваемые постоянными токами, определяют статические индуктивности, которые зависят от геометрических размеров контуров, их взаимного расположения, магнитной проницаемости контуров и среды.