Способы соединения резистивных элементов. Лекции 12 Элект рической цепью
 Скачать 1.56 Mb.
|
|
СПОСОБЫ СОЕДИНЕНИЯ РЕЗИСТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЕКЦИИ №1-2 Элект рической цепью называют любую совокупность электротехнических устройств, соединенных электрическими проводами. Основными элементами цепи являются: - источники энергии – устройства преобразующие химическую, тепловую, механическую энергии в электрическую энергию. - приемники – элемент ЭЦ, в котором происходит преобразование электрической энергии в другие виды энергии, а также ее запасание Электрическим током называют упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике под действием электрического поля (или скорость изменения заряда во времени) 𝒊 = 𝒅𝒒 𝒅𝒕 , 𝑨 = [Кул] [𝒄] Т.о. движущиеся заряды образуют в цепи электрический ток, направление которого совпадает с направлением движения положительных электрических зарядов. Условия необходимые для существования электрического тока. Для возникновения и существования постоянного электрического тока в веществе необходимо наличие свободных заряженных частиц. Чтобы эти частицы пришли в упорядоченное движение, нужно создать в проводнике электрическое поле. Электрическое поле создают источники тока – гальванические элементы, аккумуляторы, генераторы. Напряжение - энергия, затраченная на перемещения заряда из одной точки в другую. 𝑼 𝑨𝑩 = 𝑾 𝑨𝑩 𝒒 , В = [Дж] [Кул] Напряжением называют разность потенциалов между точками А и В. 𝑼 𝑨𝑩 = 𝜑 𝐴 − 𝜑 𝐵 , [𝐵] Мгновенной мощностью (или просто мощностью) называется скорость изменения энергии во времени. 𝒑 𝒕 = 𝒅𝑾 𝒅𝒕 = 𝒖𝒅𝒒 𝒅𝒕 = 𝒖 𝒕 𝒊 𝒕 , Вт = Дж с = [В][А] Закон Ома для участка цепи Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению Удобно запомнить! ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ Последовательным называют такое соединение проводников, при котором конец первого проводника соединяют с началом второго, конец второго – с началом третьего и т.д. При последовательном соединении проводников сила тока на всех участках цепи одинакова: 2 1 I I I = = По закону Ома, напряжения U 1 и U 2 на проводниках равны: 1 1 IR U = 2 2 IR U = n n U U U U R R R R I IR U + + + + = + + + + = = ) ( 2 2 1 3 2 1 0 При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников. Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U 1 и U 2 : 2 1 R R R + = U 1 U 2 U 3 U n U I 1 R 2 R 3 R n R n R R R R R + + + + = 3 2 1 0 IR U = ) ( 3 2 1 n R R R R I + + + + = n U U U U + + + + = 2 2 1 закон Ома II закон Кирхгофа При последовательном соединении принято складывать сопротивления и напряжения Если все элементы, соединенные последовательно имеют одинаковую величину, то эквивалент может быть записан, как где n- количество элементов Параллельное соединение проводников Параллельным называется такое соединение проводников, при котором начала всех проводников присоединяются к одной точке электрической цепи, а их концы к другой. При параллельном соединении напряжения U 1 и U 2 на всех участках цепи одинаковы: 2 1 U U U = = Сумма токов I 1 и I 2 , протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи: 2 1 I I I + = На основании закона Ома: , 1 1 R U I = 2 2 R U I = 1 R 2 R 3 R n R U 1 I 2 I I n I 0 I При параллельном соединении принято складывать проводимости и токи закон Ома I закон Кирхгофа R g 1 = n R R R 1 1 1 2 1 + + + = n g g g + + + = 2 1 0 R U I = n R U R U R U 1 1 1 2 1 + + + = n Ug Ug Ug + + + = 2 1 n I I I 2 1 + + = Если при параллельном соединении все элементы имеют одинаковую величину, то их эквивалент может быть найден как Параллельное соединение Соединение «звезда» и «треугольник» Преобразование «треугольника» в «звезду» Смешанное соединение Последовательное I общ = I 1 = I 2 U общ = U 1 + U 2 R общ = R 1 + R 2 Параллельное U общ = U 1 = U 2 I общ = I 1 + I 2 - Сила тока измеряется амперметром (подключается последовательно) - Напряжение измеряется вольтметром (включается параллельно) Преимущества и недостатки соединений Пример последовательного соединения: гирлянда Последовательное – защита цепей от перегрузок: при увеличении силы тока выходит из строя предохранитель, и цепь автоматически отключается. При выходе из строя одного из элементов соединения отключаются и остальные. Пример параллельного соединения : потребители в жилых помещениях Параллельное – при выходе из строя одного из элементов соединения, остальные действуют. При включении элемента с меньшим возможным напряжением в цепь элемент перегорит. |