- •Линейные электрические цепи постоянного тока Лекция № 1
- •Определение линейных электрических цепей
- •Источник эдс и источник тока
- •Преобразование источкика тока в эквивалентный источник эдс в реальных электрических схемах
- •Разветвленные и неразветвленные электрические цепи
- •Напряжение на участке цепи
- •Закон ома для участка цепи, не содержащего эдс
- •Закон ома для участка цепи, содержащего эдс
- •Выражение потенциала люлой точки схемы через потенциалы соседних точек
- •Первый и второй законы кирхгофа. Составление уравнений для расчета токов в схемах при наличии в них источников эдс и тока
Преобразование источкика тока в эквивалентный источник эдс в реальных электрических схемах
В схеме рис. 1-8 преобразовать источник тока в эквивалентный источник ЭДС и начертить эквивалентную схему.
Рис. 1-8. Электрическая схема
Прежде всего, следует выбрать путь, по которому проходит ток от источника тока . Пусть это будет контур adba. Обозначим этот путь штриховой линией.
Величина эквивалентного источника ЭДС равна произведению источника тока на величину параллельно включенного сопротивления :
, (1-7)
а направление стрелки источника ЭДС всегда против тока от источника тока , проходящего по резистору .
Рис. 1-9. Преобразованная электрическая схема
На рис. 1-9 показана эквивалентная схема, в которой источник тока заменен на эквивалентный источник ЭДС .
Токи , , те же самые, что и в исходной схеме рис. 1-8. Ток в эквивалентной схеме исчез. Теперь во всей ветви cba течет ток .
Рассмотрим более сложный случай, когда ток замыкается на два резистора.
В схеме рис. 1-10 преобразовать источник тока в эквивалентные источники ЭДС.
Рис. 1-10. Электрическая схема
Выберем путь, по которому проходит ток от источника тока, обозначенный штриховой линией на рис. 1-10.
Теперь в четвертой ветви вводится эквивалентный источник ЭДС
, а в пятой ветви вводится эквивалентный источник ЭДС
. Направления стрелок этих ЭДС против тока от источника тока , проходящего через резисторы и .
Рис. 1-11. Преобразованная электрическая схема
На рис. 1-11 показана эквивалентная схема. Токи , , те же самые, что и в исходной схеме рис. 10. Токи и в эквивалентной схеме исчезли. Ток теперь течет через резисторы и и источник ЭДС . Ток теперь течет через резисторы и и источник ЭДС .
Разветвленные и неразветвленные электрические цепи
Электрические цепи подразделяются на неразветвленные и разветвленные. Схема рис. 1-6 представляет собой простейшую неразветвленную цепь, в которой все элементы включены последовательно и по которым протекает один и тот же ток. На рис. 1-8 и рис. 1-10 изображены разветвленные цепи, в которых имеется несколько ветвей. В каждой ветви течет свой ток. Ветвь можно определить как участок электрической цепи, образованный последовательно соединенными элементами и заключенный между двумя узлами.
Узел есть точка электрической цепи, в которой сходится не менее трех ветвей. Если в месте пересечения двух линий на электрической схеме поставлена «жирная» точка (рис. 1-12а), то в этой точке есть электрическое соединение двух или нескольких ветвей. По этой причине узлы на электрической схеме обозначаются «жирными» точками.
а) б)
Рис. 1-12. Обозначение на схеме электрического соединения
Если «жирная» точка в месте пересечения не поставлена, то линии пересекаются без электрического соединения.
Электрическим контуром называется любой замкнутый путь в схеме. Ветвь с источником тока не учитывается при подсчете числа контуров. Так в схеме рис. 1-10 три контура: abda, acba, acbda.
Независимый электрический контур – это такой контур, в который входит хотя бы одна новая ветвь, не вошедшая в предыдущие контуры. Так в схеме рис. 1-10 два независимых контура abda и acba. Контур acbda не является независимым, так как все его ветви вошли в предыдущие независимые контуры.
В неразветвленной электрической цепи всегда только один контур. В разветвленной цепи всегда несколько контуров.