Направление токов, напряжений и ЭДС.

Для проведения расчета и анализа электрических цепей необходимо знать не только значение заданных ЭДС, напряжений или токов, но и их направления, так как последние определяют знаки слагаемых в расчетных выражениях. В связи с этим следует, напомнить о направлениях токов, напряжений и ЭДС, принятых в физике.

За направления тока принимают направление движения положительных зарядов.

За направление напряжения между какими-либо точками электрической цепи принимают направление, в котором перемещались бы положительные заряды между этими точками под действием сил электрического поля, т.е. от большего потенциала к меньшему.

За направление ЭДС между выводами источника или активного приемника принимают направление, в котором перемещались бы положительные заряды под действием сил стороннего поля, т.е. от меньшего потенциала к большему.

Если в результате расчета или анализа какая-либо из искомых величин оказывается положительной, это означает, что она направлена в действительности так, как показано на схеме стрелкой; отрицательное значение искомой величины указывает на ее противоположное направление.

Принцип наложения (суперпозиции).

Метод наложения основан на том, что в линейных электрических цепях ток в любом участке цепи равен алгебраической сумме частотных токов, создаваемых в этом участке от всех ЭДС цепи, действующих отдельно друг от друга.

При расчете по методу наложения ток в любой ветви электрической цепи определяется как алгебраическая сумма токов, вызываемых в данной ветви каждой ЭДС в отдельности в предположении равенства нулю всех остальных ЭДС.

Расчет электрических цепей методом наложения производят в таком порядке. Из электрической цепи удаляют все источники ЭДС и напряжения, кроме одного. Сохранив в электрической цепи все резистивные элементы, в том числе и внутреннее сопротивление источников, производят расчет электрической цепи. Внутреннее сопротивление источников с указанными напряжениями полагают равными нулю. Подобным образом поступают столько раз, сколько имеется в цепи источников.

Результирующий ток каждой ветви определяют как алгебраическую сумму токов от всех источников.

Пример:

Определить токи в отдельных участках цепи, изображенной на рис.1 а, если E₁=126 В; E₂=124 В; R₁=1 Ом, R₂=1 Ом, R₃=12 Ом.

Рис. 1а Рис.1б Рис.1в

Решения. (Рис.1б):

1) Полагая ЭДС второго генератора недействующей ( ) находим:

а) общее сопротивление параллельно включенных R₂ и R₃

,

.

б) общее сопротивление электрической цепи (), определяем как сумму последовательно соединенных резисторов R₁ и R_общ:

в) определяем ток в цепи E₁, R₁, R_пол.ц:

А

г) Определяем напряжение на сопротивлении R_общ:

В

д) Определяем токи в сопротивлениях R₂, R₃:

;

2) Пологая ЭДС первого генератора недействующей (E₁=0, r_1вн=0) (Рис.1, в), находим

а) Общее сопротивление включенных параллельно сопротивлений R₁ и R₃

б) общее сопротивление электрической цепи ():

в) определяем ток в цепи E₂, R₂, R_пол.ц:

А

г) Определяем напряжение на сопротивлении R_общ:

В

д) Определяем токи в сопротивлениях R₁, R₃:

;

3) Определяем результирующие токи, путем наложения:

Дата добавления: 2015-07-18