|
Исследование простейших электрических цепей постоянного тока
Цель работы: изучение свойств простейших электрических цепей; экспериментальная проверка законов Ома и Кирхгофа в линейных электрических цепях постоянного тока.
Общие сведения
Закон Ома, или соотношение между силой тока, напряжением и сопротивлением, был открыт Георгом Омом в 1827 г. Закон Ома утверждает, что ток в электрической цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению цепи. Это может быть выражено следующим образом: где I – ток в амперах; U – напряжение в вольтах; R – сопротивление в омах. Если две из этих трех величин известны, то третья всегда В последовательной цепи (рис. 2.1, а) через всю цепь течет один и тот же ток: I = IR 1 = IR 2 = IR 3 =…= IRn.
а) б)
Рис. 2.1. Последовательная (а) и параллельная (б) цепи
Полное напряжение, приложенное к последовательной цепи, равно сумме падений напряжений на отдельных нагрузках (сопротивлениях) цепи: U= UR 1 + UR 2 + UR 3 +…+ URn. Общее сопротивление последовательной цепи равно сумме отдельных сопротивлений цепи: R = R 1 + R 2 + R 3 +…+ Rn. В параллельной цепи (рис. 2.1, б) одинаковое напряжение прикладывается к каждой ветви цепи: U= UR 1 = UR 2 = UR 3 =…= URn. Полный ток в параллельной цепи равен сумме токов отдельных ветвей цепи. Величина, обратная полному сопротивлению, равна сумме обратных величин сопротивлений отдельных ветвей: 1 /R = 1 /R 1 + 1 /R 2 + 1 /R 3 +…+ 1 /Rn. Общее сопротивление параллельной цепи всегда меньше, чем наименьшее из сопротивлений отдельных ветвей. Первый закон Кирхгофа можно сформулировать двояко: · алгебраическая сумма токов в узле (узловой точке) равна нулю; · сумма втекающих в узел токов равна сумме вытекающих из узла токов. Основой для этого закона является тот факт, что носители заряда движутся по замкнутому пути под действием ЭДС, нигде не накапливаясь в течение сколь-либо продолжительного времени. Второй закон Кирхгофа также формулируется двумя способами: · в любом замкнутом контуре алгебраическая сумма падений напряжения равна алгебраической сумме источников ЭДС, входящих в этот контур; · в любом замкнутом контуре алгебраическая сумма напряжений равна нулю. Под напряжением в этом случае понимается как падение напряжения на компоненте схемы под действием протекающего тока, так и напряжение на выводах источников ЭДС, входящих в данный контур. При определении неизвестных величин в цепи целесообразно придерживаться следующих правил: 1) нарисуйте схему цепи и обозначьте все известные величины; 2) проведите расчеты для эквивалентных цепей и перерисуйте цепь; 3) рассчитайте неизвестные величины. Кроме силы тока, напряжения и сопротивления, существует четвертая величина, играющая важную роль при анализе электрических цепей. Эта величина называется мощностью. Мощность – это скорость, с которой совершается работа. Мощность расходуется только при подключении цепи к источнику. Мощность прямо пропорциональна и току, и напряжению. Мощность измеряется в ваттах. Ватт – это произведение напряжения в 1 В и тока в 1 А. Соотношение между мощностью, напряжением и током может быть записано следующим образом:
где Р – мощность в ваттах; I – ток в амперах; U – напряжение в вольтах. Резистивные элементы цепи потребляют мощность. Для определения мощности, потребляемой элементом цепи, надо умножить падение напряжения на этом элементе на ток, протекающий через него, или воспользоваться следующими выражениями: Полная мощность, потребляемая последовательной или параллельной цепью, равна сумме мощностей, потребляемых отдельными элементами. Это может быть выражено следующим образом: P= PR 1 + PR 2 + PR 3 +…+ PRn. В любой электрической цепи должен соблюдаться баланс мощностей: алгебраическая сумма мощностей всех источников энергии должна равняться сумме мощностей всех приемников энергии.
Порядок выполнения работы
Работасостендом ![]() ![]() Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... ![]() Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... ![]() Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... ![]() Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|