10.Законы Ома и Кирхгофа для цепей постоянного тока. Непосредственное применение этих законов к расчету электрических цепей. Порядок составления уравнений по законам Кирхгофа. Баланс мощностей.

Закон Ома для всей цепи выражает соотношение между электродвижущей силой (ЭДС), сопротивлением и током.

                                                

где I - ток, протекающий по цепи;

E - ЭДС, генератора, подключенного к электрической цепи;

Rг - сопротивление генератора;

Rц - сопротивление цепи.

Первый закон Кирхгофа имеет две формулировки.

1. Сумма токов протекающих через любой узел равна нулю.

2. Сумма токов втекающих в узел равна сумме токов вытекающих из него.

Ветвь – участок цепи состоящий из одного или нескольких элементов вдоль которого ток один и тот же.

Узел – место соединения трёх и более ветвей. 

I₁+I₂+I₃=I₄+I₅

Для составления уравнений по первому закону Кирхгофа любой электрической цепи выполняем следующие действия.

1. Количество уравнений по 1 закону Кирхгофа равно количеству узлов минус один. 

2. Произвольно задаемся направлением токов в каждой ветви электрической цепи.

3. Если в ветви присутствует источник тока, то считаем данный ток уже известным, равным величине источника тока.

4. Составляем уравнения по первому правилу Кирхгофа для любых узлов кроме одного.

5. Расставляем знаки. Токи, которые втекают в узел, берем с одним знаком, например с плюсом. Токи, которые вытекают из узла, берем с противоположным знаком, например с минусом.

III): Второй закон Кирхгофа устанавливает связь между ЭДС, токами и сопротивлениями в любом замкнутом контуре, который можно выделить в рассматриваемой цепи.

При составлении уравнений будем брать со знаком “плюс” те ЭДС и падения напряжений, направления которых совпадают с направлением обхода контура и со знаком “минус” те, которые направлены против обхода.

Для составления системы уравнения по 2 правилу Кирхгофа необходимо выполнить следующие пункты.

1. Количество уравнений по второму закону Киргофа равно количеству независимых контуров. По второму закону можно записать В-В_I-У+1 независимых уравнений. ГдеВ - число ветвей в схеме. В_I- число ветвей в схеме с источником тока. У - число узлов в схеме.

2. Находим независимые контуры в электрической цепи.

3. Если в цепи присутствуют источники тока, то данные ветви не учитываем при нахождении независимых контуров. 

4. Задаемся произвольным направлением обхода независимых контуров.

5. Составляем уравнения по второму правилу Кирхгофа для каждого выбранного контура.

6. Расставляем знаки на участках с нагрузкой. Если направление обхода контура совпадает с направлением протекающего тока, то падение напряжения на заданном участке берем со знаком "+". Если направление протекающего тока не совпадает с направлением обхода контура, то падение напряжения на данном участке берем со знаком "-".

7. Расставляем знаки на участках с источниками ЭДС. Если направление действия ЭДС совпадает с направлением обхода независимого контура, то знак будет "плюс". Если не совпадает, то знак - "минус".

Баланс мощностей – это выражение закона сохранения энергии, в электрической цепи.

Непосредственное применение законов.

Баланс мощностей – это выражение закона сохранения энергии, в электрической цепи.