1.При режиме холостого хода источника внешний участок электрической цепи отключён. Какое внешнее сопротивление цепи в этом случае со стороны выводов источника.
Внешняя цепь разомкнута и тока в цепи нет, вследствие чего напряжение на зажимах источника равно его ЭДС U=Е, I=0, Рист=0, Rнагр=∞
Так как нагрузка отключается от источника питания и ток в нагрузке становится равным нулю, то внешнее сопротивление равно 0.
2. Зависит ли напряжение на выводах источника электрической энергии от электрического сопротивления внешнего участка цепи.
Да, зависит. Согласно закону Ома для полной цепи, сила тока в полной цепи равна электродвижущей силе источника e, деленной на сумму внутреннего сопротивления источника r и сопротивления внешнего участка цепи R: I = e / (R + r).
Следовательно, сила тока в цепи ЗАВИСИТ от сопротивления внешнего участка цепи. Далее, согласно закону Ома для участка цепи, напряжение на зажимах источника (оно же - напряжение на концах внешнего участка) равно произведению силы тока на сопротивление внешнего участка. Таким образом, напряжение на зажимах источника зависит от электрического сопротивления внешнего участка:
U = I * R = e * R / (R + r).
3.При режиме короткого замыкания источника, напряжение на его зажимах равно нулю. Почему ток короткого замыкания достигает больших величин?
Коротким замыканием (к.з.) называют такой режим работы источника, когда его зажимы замкнуты проводником, сопротивление которого можно считать равным нулю. Практически к. з. возникает при соединении друг с другом проводов, связывающих источник с приемником, так как эти провода имеют обычно незначительное сопротивление и его можно принять равным нулю.
К. з. может происходить в результате неправильных действий персонала, обслуживающего электротехнические установки или при повреждении изоляции проводов.
При коротком замыкании ток равен:
Iк.з = E / R
Ввиду того что внутреннее сопротивление источника R обычно очень мало, проходящий через него ток возрастает до весьма больших значений (ток идет по пути наименьшего сопротивления). Напряжение же в месте к. з. становится равным нулю, т. е. электрическая энергия на участок электрической цепи, расположенный за местом к. з., поступать не будет.
Короткое замыкание является аварийным режимом, так как возникающий при этом большой ток может привести в негодность как сам источник, так и включенные в цепь приборы, аппараты и провода. Лишь для некоторых специальных генераторов, например, сварочных, короткое замыкание не представляет опасности и является рабочим режимом.
4. При анализе сложной цепи c помощью закона Кирхгофа следует ли принимать одинаковое направление обхода для всех контуров?
Правила Кирхгофа (Зако́ны Кирхго́фа) — соотношения, которые выполняются между токами и напряжениями на участках любой электрической цепи. Правила Кирхгофа позволяют рассчитывать любые электрические цепи постоянного, переменного и квазистационарного тока. Имеют особое значение в электротехнике из-за своей универсальности, так как пригодны для решения многих задач в теории электрических цепей и практических расчётов сложных электрических цепей.
а) первый закон Кирхгофа (применяется для узлов электрической цепи)
Алгебраическая сумма токов в узле электрической цепи равна нулю, или сумма токов, направленных к узлу электрической цепи, равна сумме токов, направленных от узла электрической цепи.
Пример: для узла 2 (Рис. 1).
I1 + I2 - I3=0
Токи, направленные к узлу имеют знак «+»; направленные от узлf имеют знак «–».
б) второй закон Кирхгофа
Алгебраическая сумма всех действующих ЭДС в любом контуре электрической цепи равна алгебраической сумме всех падений напряжения на сопротивлениях, входящих в данный контур.
Раскрытие алгебраических сумм ЭДС и падения напряжения следует производить в соответствии с правилом знаков:
1. Если направление ЭДС совпадает с условно выбранным направлением обхода по контуру, то ЭДС берут со знаком «+», если направление ЭДС не совпадает с выбранным направление обхода, то со знаком «–».
2. Если направление тока на участке цепи совпадает с выбранным направлением обхода контура, то падение напряжения на этом участке будет со знаком «+», если направление тока не совпадает с направлением обхода контура, то со знаком «–».
5. Можно ли индуктивную катушку, предназначенную для работы в цепи переменного тока, включить в цепь постоянного тока, сохранив при этом значение подведенного к ней напряжения равным номинальному?
Нельзя. Из-за влияния XL ток катушки в цепи переменного тока меньше, чем в цепи постоянного тока. Поэтому катушки, рассчитанные на включение в цепь переменного тока, нельзя включать в цепь постоянного тока на то же напряжение(они сгорят).
