Обобщенный закон Ома.

Электротехника и основы Электроники

Что такое постоянный и переменный токи?

Токи, значение и направление которого не изменяются во времени, называется постоянным (рис. а), а если изменяются по величине и направлению, то переменным (рис.б).

Закон Ома для участка цепи:

ток, проходящий по участку цепи, прямо пропорционален напряжению U, приложенному к этому участку, и обратно пропорционален его сопротивлению R:

I=U_ab/R=U/R,

Закон Ома для всей цепи:

I= E/(R+r),

где E – электродвижущая сила источника электрической энергии, B; R – сопротивление внешней цепи, Ом; r – внутреннее сопротивление источника, Ом.

Электрическое сопротивление проводника

R=U/1.

Последовательное соединение резисторов

R=R1 +R2 + ... +Rn .

Параллельное соединение резисторов (рис2)

R=R1R2 R3/(R1 + R2 + R3).

рис2

Как в схеме на рис. 3 изменится напряжение U23 на резисторах R2 и RЗ, если замкнугь ключ К?

U23 не изменится.

U23 уменьшится.

U23 увеличится.

рис3

Обобщенный закон Ома.

Закон Ома может быть записан и для активного участка цепи, т.е. содержащего источник Э.Д.С.,

если Э.Д.С. и ток совпадают по направлению: I= (U_ca+E)/R.

если Э.Д.С на схеме направлена навстречу току, то I=(U_ca-E)/R.

Первый закон Кирхгофа. Алгебраическая сумма токов в узле электрической цепи равна нулю. Математически это записывается так: ∑I = 0

. Уравнение по первому закону Кирхгофа принимает вид:

− I1 − I2 + I3 + I4 = 0.

Первый закон Кирхгофа отражает тот факт, что в узле электрический заряд не накапливается и не расходуется.

Второй закон Кирхгофа. Алгебраическая сумма ЭДС в любом контуре цепи равна алгебраической сумме напряжений на элементах этого контура: ∑E = ∑U.

Если в рассматриваемом контуре отсутствуют ЭДС, то уравнение принимает вид: ∑U = 0

Баланс мощностей

Мощность характеризует интенсивность преобразования энергии из одного вида в другой в единицу времени. Для цепи постоянного тока

мощность источника

Pu=Wu /t= EI,

а приемника (потребителя)

P_П=W_П/t=UI=RI²=U²/R.

Уравнение баланса мощностей:

∑EI=∑RI²,

где ∑EI- сумма мощностей, развиваемых источниками;

∑RI2 – сумма мощностей всех приемников и необратимых преобразований энергии внутри источников (потери из-за внутренних сопротивлений).

Магнитное поле,

как и электрическое, является одним из видов материи. Оно возникает при движении любых заряженных частиц, а также при изменении электрического поля.

Основными величинами, характеризующими магнитное поле, являются магнитная индукция В, Тл, и магнитный поток Ф, Вб:

Ф = BS; В= !!аН;

Опытным путем установлено, что магнитное поле возникает вокруг проводника с током и внутри него.

В постоянном магните магнитное поле создается внутриатомным и внутримолекулярным движением, например, вращением электронов вокруг ядра. Магнитное поле и электрический ток неразрывно связаны, т.е. магнитное поле не может существовать без электрического тока.

Способность тока возбуждать магнитное поле называется магнитодвижущей силой (МДС), или намагничивающей силой (НС). В системе СИ намагничивающая сила принимается численно равной силе тока, возбуждающего магнитное поле, и измеряется в амперах (А).

Если ток проходит по контуру или катушке с числом витков w, то МДС

Магнитная индукция и напряженность магнитного поля связаны между собой соотношением

Сила взаимодействия магнитного поля и провода с током называется электромагнитной силои и определяется по закону Ампера:

Возникновение ЭДС индукции в контуре при изменении магнитного потока сквозь этот контур называется явлением электромагнитной индукции

Под действием ЭДС в замкнутом контуре возникает индукционный электрический ток. явление электромагнитной индукции наблюдается, если проводник пересекает магнитные линии.

При движении вдоль магнитных линий ЭДС наводиться не будет.