КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ОБЩЕЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ

Потенциальная диаграмма, рассмотренная ранее, служит графической интерпретацией второго закона Кирхгофа.

Задача №1.

В схеме рис.1 заданы токи I1 и I3, сопротивления и э.д.с. Определить токи I4, I5, I6 ; напряжение между точками a и b, если I1 = 10мA, I3 = -20 мA, R4 = 5kОм, E5 = 20B, R5 = 3kОм, E6 = 40B, R6 = 2kОм.

.

Рис_пример_1

Рис.1

Решение:

Для заданного контура составим два уравнения по первому закону Кирхгофа и одно – по второму. Направление обхода контура указано стрелкой.

В результате решения получаем: I6 = 0; I4 = 10мA; I5 = -10мA

зададим направление напряжения между точками a и b от точки «a» к точке «b» - Uab. Это напряжение найдем из уравнения по второму закону Кирхгофа:

I4R4 + Uab + I6R6 = 0

Uab = - 50B.

Задача №2.

Для схемы рис.2 составить уравнения по законам Кирхгофа и определить неизвестные точки.

Дано: I1 = 20мA; I2 = 10мA

R1 = 5kОм, R3 = 4kОм, R4 = 6kОм, R5 = 2kОм, R6 = 4kОм.

Рис_пример_2

Рис.2

Решение:

Число узловых уравнений – 3, число контурных уравнений – 1.

Запомнить! При составлении уравнения по второму закону Кирхгофа выбираем контур, в который не входят источники тока. Направление контура указано на рисунке.

В данной цепи известны токи ветвей I1 и I2. Неизвестные токи I3, I4, I5, I6.

Решая систему, получаем: I3 = 13,75 мA; I4 = -3,75мA; I5 = 6,25мA; I6 = 16,25мA.


Составление баланса мощностей.

Из закона сохранения энергии следует, что вся мощность, поступающая цепь от источников энергии, в любой момент времени равна всей мощности, потребляемой приемниками данной цепи.

То есть IPпотр. = SPист.

Мощность потребителей, которыми в цепях постоянного тока являются резисторы, определяется по формуле

Pпотр. = I2R

Т.к. ток входит в данное выражение в квадрате, то независимо от его направления, мощность потребления всегда положительна.

Мощность источников, которыми могут быть источники напряжения и источники тока, бывает и положительной и отрицательной.

Мощность источника э.д.с. определяется по формуле

Рис_2_19_1

а)

Pэ.д.с. = EI

где I – ток в ветви с источником э.д.с.

Рис_2_19_2

б)

Если э.д.с. и ток этой ветви совпадают по направлению (рис.19а), то мощность Pэ.д.с.

 входит в выражение баланса со знаком «+»,

 если не совпадают – то Pэ.д.с. – величина

 Рис.19 отрицательная.

Мощность источника тока определяется по формуле:

Pи.т. = IU

Где I – значение тока источника, U - напряжение на его зажимах.

Если ток I и напряжение U действуют так, как показано на рис.19б, то мощность положительна; в противном случае она – отрицательна. Следовательно, при вычислении мощности источника тока необходимо определять величину и направление напряжения на его зажимах.

Задача:


Контрольные вопросы:

Что представляет собой электрическая схема. Что относится к «электрическим» и «геометрическим» элементам схемы.

Дать определение последовательного и параллельного соединений элементов цепи.

Понятие «контур» в электрической цепи.

Чем отличается активная ветвь от пассивной?

Потенциальная диаграмма, ее назначение.

Изложить правило выбора знаков при нахождении потенциалов точек.

Сформулировать обобщенный закон Ома. Какова область его применения.

Сформулируйте первый закон Кирхгофа. Как определить число узловых уравнений? Правило знаков при написании узлового уравнения.

Формулировка второго закона Кирхгофа. Как определить число контурных уравнений. Правило знаков при написании контурного уравнения.

Что понимают под балансом мощностей? Как определяется мощность источника напряжения, источника тока, приемника.

Мощность каких элементов (активных или пассивных) может быть отрицательной и что это означает?

Преобразование схем электрических цепей

Электротехника ТОЭ типовые задания примеры Лабораторные