Основные теоретические положения. Методические указания

Методические указания

к выполнению лабораторной работы

«Исследование сложной электрической цепи постоянного тока»

Утверждено на заседании

кафедры ЭИКТ

от 4.03.2008 г. Пр. 6

Сызрань 2009

Составитель: П.П. Гавриш, А.Ю. Карсаков. Ю.А. Мелешкин

УЛК 621. 375

ББК 32.85

Исследование сложной электрической цепи постоянного тока: методические указания к лабораторному практикуму по «Общей электротехнике и электронике» / ГОУ ВПО сам ГТУ филиал в г. Сызрани, 2009.

Методические указания предназначены для студентов заочного и дистанционного обучения по специальностям, соответствующим изучению дисциплин «Общая электротехника», «Электротехника и электроника», «Теоретические основы электротехники».

Методические рекомендации составлены для проведения лабораторных работ на стендах «ТЭЦ и ОЭ и 17Д - 03».

Цель работы: исследование распределения потенциалов в сложной электрической цепи, опытная проверка законов Ома для участков цепи без источников и с источником ЭДС, проверка законов Кирхгофа, и проверка метода наложения.

Основные теоретические положения

1. Средняя сила электрического тока по определению равна:

,

где q- заряд, прошедший через данное сечение за время t.

Плотностью тока, проходящего через проводник с площадью поперечного сечения S называется отношение:

.

2. Если на участке электрической цепи, не содержащем ЭДС и имеющем сопротивление R, поддерживать постоянную разность потенциалов (напряжение) , то согласно закону Ома по участку течет ток

.

За направление тока принимают, направление движения положительных зарядов, отрицательные заряды движутся навстречу току.

Сопротивление однородного проводника длиной с постоянным сечением S равно:

где - удельное сопротивление материала

3. При последовательном соединении проводников конец предыдущего проводника соединяется с началом последующего и между проводниками ток не разветвляется

а)

б)

Добавляя к этим уравнениям формулу закона Ома для всего участка и для отдельных резисторов , мы получим исходную систему уравнений для расчета последовательной цепи

4. Параллельное соединение проводников. Если начала проводников соединены в одной точке (узле), а концы в другой, соединение проводников называют параллельным

Добавляя к этим уравнениям формулу закона Ома для всего участка и для каждого резистора, , , мы получим исходную систему уравнений для расчета параллельной цепи.

Следствия параллельного соединенных проводников

(если n сопротивлений одинаковые).

5. Сила тока, текущего в замкнутой цепи, состоящей из проводников с общим сопротивлением R и элемента с ЭДС E и внутренним сопротивлением r_вн, равны

, напряжение на зажимах и источника

Закон Ома для участка цепи, содержащей ЭДС:

где и - потенциалы начала и конца участка в направлении тока через источник, E_уч – общая ЕДС участка, I_уч, r_уч – сила тока и полное сопротивление участка.

Предполагается, что конец и начало участка (точка с потенциалом и ) примыкают соответственно к положительному и отрицательному полюсу источника.

6. Для разветвленных цепей имеют место правила Кирхгофа:

а) Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равны нулю

В узле накопления зарядов нет.

б) В любом замкнутом контуре алгебраическая сумма падений напряжения (произведений сил токов на сопротивления соответствующих участков контура) равна алгебраической сумме всех ЭДС, действующих в этом контуре:

7. Работа тока за единицу времени - мощность тока в этом случае равна:

Полная мощность развиваемая источником

, на внешнем участке ; - коэффициент полезного действия.

Дата добавления: 2015-07-18