|
 
|
|
Home Page |
| Домашня сторінка |
Теорія електричних кіл
Закони Кірхгофа
1 закон.
I (відноситься
до вузла) Сума струмів, які підходять до
вузла дорівнює сумі струмів, які виходять з
вузла.
II Алгебраїчна
сума струмів у вузлі дорівнює 0
2 закон.
(відноситься
до контуру) Алгебраїчна сума ЕРС, які
включені в контур = алгебраїчній сумі
падінь напруг на резисторах контуру.
Порядок складання рівнянь
Довільно вказуємо напрям струмів в
вітках (один раз)
В алгебраїчній сумі по першому закону (друге
формулювання) зі знаком плюс
враховуються ті струми, які підходять до
вузла, зі знаком мінус – які виходять з
вузла.
В другому законі Кірхгофа в алгебраїчній
сумі ЕРС зі знаком плюс враховуються
ті ЕРС, які співпадають з напрямом обходу контуру, якщо ні – зі знаком
мінус. В
алгебраїчній сумі падінь напруги зі
знаком плюс враховуються напруги на
тих резисторах, струм через яких співпадає
з обходом контуру, якщо ні зі знаком мінус.
Приклад до закону Кірхгофа

I
1=I2+I3
; I1-I2-I3=0
E
1-E2=I1R1+I2R2
-E
2+E3=-I2R2+I3R3
E
1+E3=I1R1+I3R3
Нерозгалужене
електричне коло
-
Довільно
вказуємо напрямок струму
По другому закону Кірхгофа складаємо
рівняння:

Якщо струм при розрахунку зі
знаком мінус, то дійсний напрямок
струму протилежний вибраному.
Рівняння ?
помножимо на струм
I :
‚
В лівій частині виразу кожна
складова EI – являє собою потужність
джерела енергії.
В правій частині кожна
складова
являє собою потужність споживача.
Вираз ‚ - це математичне
вираження балансу
потужності
(закон збереження енергії).
Послідовне з’єднання елементів
кола
Напруги на резисторах при
послідовному з’єднанні розподіляються прямо пропорційно
їх опорів.

U1=IR1
U2=IR2
Згідно другому закону Кірхгофа можна
записати:
U=U1+U2
U=IR1+IR2 *I 
Паралельне з’єднання елементів
кола

Еквівалентний опір
для двох паралельно – з'єднаннях опорів:

Струм в колі:

Формула опору:

Формула чужого опору:

Електричне поле
- це фізична величина,
яка характеризує властивість провідника
накопичувати енергію електричного поля.
- залежить від форми,
розмірів провідника і середовища, в якому він знаходиться.
Ємність характеризує
зв’язок між
зарядом і потенціалом провідника.
З’єднання
конденсаторів
Конденсатором
називається сукупність двох провідників, в
яких накопичуються заряди, рівні по величині
і різні за знаком.
Послідовне з’єднання
В результаті
електростатичної індукції на
конденсаторах будуть однакові заряди. Q1=Q2=Q
Розподіл
напруг
Напруги розподіляються
обернено пропорційно величині їх ємностей
Еквівалентна ємність
Паралельне з’єднання
Заряди розподіляються
прямопропорційно ємності конденсаторів.
Енергія магнітного
поля
Магнітне поле
Магнітна
індукція – B [Тл]
Магнітний
потік
- F
[Вб].
Повний магнітний потік, який зчеплений з
усіма витками контуру чи котушки називається
магнітний
потоком зчеплення, позначається Y=FN
[Вб]
Для
характеристики магнітного
поля в речовині використовується
напруженість магнітного поля H.
Н – це
фізична велечина, яка дозволяє розглядати
магнітне поле в реговині, як результат дії
зовнішніх струмів.
B=mH
Магнітна проникність речовини,
яка характеризує магнітні властивості
речовини. m[Гн/м]
Індуктивність
– це фізична величина, яка характеризує
властивість контуру або котушки накопичувати енергію магнітного поля L[Гн], і характеризує зв’язок
між магнітним потоком щеплення і струму,
який його визвав.
Взаємоіндуктивність – це
фізична величина, яка характеризує
властивість контурів передавати енергію з
одного виду в інший. M[Гн]
Зв’язок
між індуктивностями контурів і їх
взаємоіндуктивностями виражається
,
де К – коефіцієнт зв’язку
K=0¸1.
Феромагнітні
матеріали.
При виготовлені феромагнітних матеріалів,
в них виникають самовільно намагнічені
області, які мають своє магнітне поле. Якщо
цей матеріал не знаходиться в зовнішньому
магнітному полі, то магнітне поле цих
областей направлені хаотично і в цілому
феромагнітний матеріал буде
ненамагніченний.
Якщо
феромагнітний матеріал помістити в
зовнішнє магнітне поле, яке поступово
збільшувати, то внутрішні магнітні
починають орієнтуватися в зовнішньому
магнітному полі. При певній величині зовнішнього поля вони будуть повністю
зорієнтовані в ньому, наступає режим
насичення.
Залежність
магнітної індукції від напруження
зовнішнього магнітного поля
З
точки 0 до точки BSHC
– Матеріал намагнічується до
насичення. Якщо струм в катушці зменшувати
до 0, то магнітна індукція почне
зменшуватись, але через те, що існує
магнітне тертя між намагніченими областями
матеріалу, вони не встигають повернутись, і
відбувається запізнення розмагнічення по
зрівнянні зі зміною зовнішнього поля. Це
явище називається явищем гістерезіса.
B0 – залишкова
магнітна індукція, яка визначається
внутрішнім магнітним полем областей.
Якщо
струм в котушці з 0 збільшувати в протилежну
сторону, то матеріал почне
розмагнічуватись (з точки B0 до точки -Hc).
Потім матеріал почне знову намагнічуватись,
але в протилежному напрямку (до точки -HC-BS
(аналогічно попередньому
намагнічення)).
Якщо
струм в котушці знову змінити, то
розмагнічення-намагнічення матеріалу піде
по кривій -HC-BS; -B0; HCBS;
Ця петля
називається петля
гістерезіса, і виражає повний цикл
перемагнічення матеріла.
Останнє
оновлення 05 серпня 2008 р.