8. Электрическая цепь со смешанным соединением элементов

Смешанным называется такое соединение, при котором в цепи имеются группы параллельно и последовательно включенных сопротивлений.

Для цепи, представленной, расчет эквивалентного сопротивления начинается с конца схемы. Для упрощения расчетов примем, что все сопротивления в этой схеме являются одинаковыми: 

R1=R2=R3=R4=R5=R. Сопротивления R4 и R5включены параллельно, тогда сопротивление участка цепи cd равно:

На схеме сопротивление R3и Rcd соединены последовательно, и тогда сопротивление участка цепи ad равно:

9.Соединение элементов электрической цепи по схемам «звезда» и «треугольник»

В электротехнических и электронных устройствах элементы цепи соединяются по мостовой схеме.

СопротивленияR12, R13, R24, R34 включены в плечи моста, в диагональ 1–4 включен источник питания с ЭДС Е, другая диагональ 3–4 называется измерительной диагональю моста.

В мостовой схеме сопротивления R13, R12, R23 и R24, R34, R23 соединены по схеме «треугольник». Эквивалентное сопротивление этой схемы можно определить только после замены одного из треугольников, например треугольника R24R34R23 звездой R2R3R4. Такая замена будет эквивалентной, если она не вызовет изменения токов всех остальных элементов цепи. Для этого величины сопротивлений звезды должны рассчитываться по следующим соотношениям:

;  ;  .

Для замены схемы «звезда» эквивалентным треугольником необходимо рассчитать сопротивления треугольника:

;  ;  .

После проведенных преобразований можно определить величину эквивалентного сопротивления мостовой схемы

10. Источник эдс и источник тока в электрических цепях

При расчете и анализе электрических цепей реальный источник электрической энергии с конечным значением величины внутреннего сопротивления r₀ заменяют расчетным эквивалентным источником ЭДС или источником тока. Источник ЭДС имеет внутреннее сопротивление r₀, равное внутреннему сопротивлению реального источника. Стрелка в кружке указывает направление возрастания потенциала внутри источника ЭДС. Для данной цепи запишем соотношение по второму закону Кирхгофа: E=U+Ir₀ или E=U−Ir₀.

Эта зависимость напряжения U на зажимах реального источника от тока I определяется его вольтамперной или внешней характеристикой (рис. 1.15). Уменьшение напряжения источника U при увеличении тока нагрузки I объясняется падением напряжения   на его внутреннем сопротивлении R0.У идеального источника ЭДС внутреннее сопротивление R0<<Rн (приближенно R0≈0). В этом случае его вольтамперная характеристика представляет собой прямую линию, следовательно, напряжение U на его зажимах постоянно (U=E) и не зависит от величины сопротивления нагрузки Rн. Источник тока, заменяющий реальный источник электрической энергии, характеризуется неизменным по величине током Ix, равным току короткого замыкания источника ЭДС , и внутренним сопротивление R0, включенным параллельно. Стрелка в кружке указывает положительное направление тока источника. Для данной цепи запишем соотношение по первому закону Кирхгофа: I_к=I₀+I; В этом случае вольтамперная (внешняя) характеристика I(U) источника тока определится соотношение I=I_к−I₀=I_к−U/r₀

Уменьшение тока нагрузки I при увеличении напряжения U на зажимах ab источника тока, объясняется увеличением тока I₀, замыкающегося в цепи источника тока. В идеальном источнике тока r₀>>R_н. В этом случае можно считать, что при изменении сопротивления нагрузки R_н потребителя I₀≈0, аI≈I_к. Тогда из выражения следует, что вольт-амперная характеристика I(U) идеального источника тока представляет прямую линию, проведенную параллельно оси абсцисс на уровне I=I_к=E/r₀ При сравнении внешних характеристик источника ЭДС и источника тока (рис. 1.18) следует, что они одинаково реагируют на изменение величины сопротивления нагрузки. Покажем, что в обоих случаях ток I в нагрузке определяется одинаковым соотношением. Ток в нагрузке Rн для схем источника ЭДС и источника тока одинаков и равен  .

Для схемы это следует из закона Ома, т.к. при последователь-ном соединении сопротивления r₀ и R_н складываются.