35.Последовательное и параллельное соединение активного сопротивления, I-й и II-й закон Кирхгофа.
Алгебраическая сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю. Это первый закон Кирхгофа, физический смысл которого состоит в том, что свободные электроны нигде не накапливаются, поэтому всегда, сколько их приходит к точке разветвления, столько же и отходит от нее (см. рис. 1.3)
Второй закон Кирхгофаформулируется так; в любом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжения на отдельных участках контура, т. е.
При последовательном включении все резисторы соединены один за другим без разветвлений (рис.1.2) и при подключении к источнику питания по ним протекает ток одной и той же величины.
|
Общее, или эквивалентное, сопротивление такой цепи равно сумме сопротивлений этих резисторов: r=r1+r2+r3 Падение напряжения на отдельных участках цепи: U1=I·r1, U2=I·r2, U3=I·r3 Общее напряжение всей цепи равно сумме падений напряжений на отдельных участках: U=U1+U2+U3. |
Рис.1.2 Последовательное соединение сопротивлений |
П
ри
параллельном
соединении
все сопротивления подключены к двум
точкам (узлам) цепи на одно и то же
напряжение
Параллельное соединение сопротивлений
Общее сопротивление такой цепи можно найти из выражения:
1/r=1/r1+1/r2+1/r3 (1.12)
Напряжение цепи:
U=I · r=I1 · r1 =I2 · r2=I3 · r3 (1.13)
Ток в неразветвленной части цепи определяется по формуле:
I = I1+I2+I3. (1.14)
Выключение одного или нескольких сопротивлений из цепи не отражается на работе остальных. Поэтому потребители электроэнергии преимущественно включают параллельно.
36.Переменный ток, его определение, характеристики и графическое изображение.
Переменным током называется такой электрический ток, изменение которого по величине и направлению повторяется периодически, через равные промежутки времени Т.
Условие периодичности изменения тока можно записать так:
i(t) = i (t+T)=.......= i(t + k·T)
Значение переменной величины (тока, ЭДС, напряжения) в какой-нибудь момент времени t называется мгновенным значением этой величины и обозначаются малыми буквами: i, и, е.
На практике для расчета цепей переменного тока пользуются не мгновенными или максимальными значениями, а действующими значениями тока, напряжения, ЭДС.
Действующие значения обозначаются прописными буквами без индексов, например: ток - I; ЭДС - Е; напряжение - U.
Действующее значение переменного тока равно величине такого постоянного тока, который за время, равное одному периоду переменного тока, выделяет в том же сопротивлении такое же количество теплоты, что и переменный ток.
На основании этого условия для синусоидального тока доказывается, что:
I
= 0,707 IМ;
U
= 0,707 UМ
; E
= 0,707 ЕМ.
(0,707 =
) (1.17)
Время, за которое ток, напряжение и ЭДС полностью изменяются по величине, и направлению (рис.1.4), называется периодом и обозначается буквой Т.
Величина, обратная периоду и выражающая число периодов в секунду, называется частотой и обозначается буквой f.
Частота и период величины взаимообратные
f=1/Ти T=1/f.Синусоида изменения переменного тока
Рис. 1.4
Единицей измерения частоты служит герц (Гц), равный одному периоду в секунду. Стандартная (техническая) частота для промышленных установок в нашей стране 50 Гц.
На практике применяются синусоидальный переменный ток, так как генераторы дают форму кривой ЭДС близкую к синусоиде, и при этой форме кривой достигаются наибольшая экономичность при передаче и применении электрической энергии.