Для расчета электрической цепи применяют два закона Кирхгофа. (Скорее их можно отнести не к законам, а к правилам. Но в большинстве учебников пишут именно о “законах” Кирхгофа. Поэтому и здесь будем обращаться к законам).
Первый закон Кирхгофа
Первый закон Кирхгофа применяют к узлам электрической цепи и выражают баланс токов в них. Первый закон Кирхгофа гласит:
Алгебраическая сумма токов сходящихся в узле электрической цепи равна 0.
Под словом “алгебраическая” имеется в виду, что учитывается знак перед током: “плюс” или “минус”.
В общем виде первый закон Кирхгофа можно записать как:
Для примера возьмем узел, в котором протекают токи, указанные стрелками (далее рассмотрим это все на конкретных схемах).
Токи, втекающие и вытекающие из узла, берутся с противоположными знаками. Втекающие в узел токи берутся со знаком, например, “+”, а вытекающие с “-“ (можно вытекающие брать с “+”, а втекающие с “-“). Главное, чтобы втекающие и вытекающие токи отличались по знаку.
Будем считать токи положительными, если они втекают в узел, а вытекающие из узла – отрицательными. Тогда первый закон Кирхгофа для узла, представленного на рисунке 2, запишется:
I1-I2+I3+I4=0
Это выражение можно записать и в следующем виде:
I2=I1+I3+I4;
Ток I2 мы перенесли за знак равенства, его знак поменялся на противоположный (был с “минусом”, стал с “плюсом”).
Остальные токи мы не переносим, поэтому их знаки не меняются.
Согласно последнему выражению, первый закон Кирхгофа можно сформулировать по-другому:
Сумма токов, втекающих (подходящих) в узел, равна сумме токов, вытекающих (отходящих) из узла.
Все это говорит о том, что в узле эти токи не остаются и заряд в узле не накапливается.
Для более полного понимания, представим электрическую цепь (схему электрической цепи), для которой запишем первый закон Кирхгофа.
Запишем для этой цепи первый закон Кирхгофа для узла “a” (о том, как определить количество уравнений по первому и второму законам Кирхгофа, рассмотрим в конце ).
I1+I2-I3=0 или I3=I1+I2.
Второй закон Кирхгофа
Этот закон применяется к контурам электрической цепи и выражает баланс напряжений в них. Второй закон Кирхгофа звучит так:
Алгебраическая сумма ЭДС в замкнутом контуре (с учетом направления обхода контура) равна алгебраической (учитывается знак “+” или “-“) сумме падений напряжений на всех сопротивлениях (элементах) этого контура.
Для того, чтобы правильно составить уравнения по второму закону Кирхгофа, нужно пользоваться следующим правилом:
ЭДС берется со знаком “+”, если ее действие совпадает с направлением обхода контура. Напряжение на элементе контура берется со знаком “+”, если направление тока через данный элемент совпадает с направлением обхода контура. Если не совпадает направление обхода контура с направлением тока через элемент, то напряжение этого элемента берется со знаком “-“.
Запишем второй закон Кирхгофа для цепи, представленной ниже:
Выбираем направление обхода контура по часовой стрелке. В данном случае направление тока и направление обхода контура совпадают, поэтому I·R1 и I·R2 взяли со знаком “+”. А также совпадает направление обхода контура и действие ЭДС, поэтому ЭДС также записали со знаком “+”.
Возьмем еще один пример.
Запишем для этой цепи второй закон Кирхгофа. Обход выбираем по часовой стрелке (указали обход контура на схеме круговой стрелкой внутри контура). Как видим, направление обхода контура и направление тока I1 совпадают, а ток I2 направлен напротив обхода контура.
Следовательно, падение напряжения на резисторе R1 запишется со знаком “+”, т. е. +I1·R1. А падение напряжения на R2 запишется со знаком “-“, т. е. –I2·R2.
Направление действия ЭДС совпадает с обходом контура, поэтому ЭДС E берем со знаком “+”.
Запишем второй закон Кирхгофа для этой цепи:
I1·R1-I2·R2=E
Ну и напоследок рассмотрим сложную электрическую цепь, состоящую из нескольких источников и резисторов.
Введем произвольно направление токов в ветвях, а также укажем на схеме в виде круговых стрелок направление обхода контуров.
Токи в ветвях направили произвольно, обход контура выбрали по часовой стрелке, а также узлы в этой схеме обозначили буквами a и b. Для того, чтобы понять, как и сколько уравнений по первому и второму законам Кирхгофа нужно составить для данной цепи, необходимо посчитать количество ветвей, узлов и независимых контуров.
Подробно вышесказанные понятия электрической цепи мы рассмотрим в следующих статьях. А пока вкратце.
Узел – это место соединения трех и более ветвей в электрической цепи (в данном случае таких узлов два. Это узлы “a” и “b”.
Ветвь – это участок электрической цепи, который образуется одним или несколькими последовательно соединенными элементами и через все эти элементы протекает один и тот же ток.
Контур – это любой замкнутый путь электрической цепи, проходящий по двум или нескольким ветвям.
Так же есть такое понятие как независимый контур.
Независимый контур должен включать в себя хотя бы одну ветвь, не входящую в другие контуры.
На рисунке 9 будет три контура, два из которых независимые. Если контур 1 независимый, контур 2 независимый(таким образом все три ветви этой схемы цепи вошли в эти независимые контуры). Тогда контур 3 уже независимым не будет, поскольку все ветви “заняты” остальными двумя контурами.
Или если контур 1 независимый (он включает в себя ветви с элементами E и R1). Контур 3 независимый (он включает в себя ветви с элементом E и ветвь с элементом R3. Элемент R3 ранее не входил в первый независимый контур), поэтому контур 3 считается независимым.
Получается, что все ветви “заняты”. Тогда контур 2 независимым уже не будет, поскольку в него не входят ветви или ветвь ранее не входящую в другие контура. Все ветви вошли в ранее независимые контуры 1 и 3.
В цепи на рисунке 9, в общем случае, три ветви, два узла и два независимых контура. Общее количество уравнений по законам(правилам) Кирхгофа составляется столько, сколько ветвей в схеме цепи за вычетом количества ветвей, где есть источник тока (именно источник тока, а не ЭДС). В нашей схеме нет источников тока, следовательно, составляются три уравнения по законам Кирхгофа. Теперь осталось определить, сколько уравнений нужно составить по первому и второму законам Кирхгофа. Общее количество уравнений будет три. Формула для определения количества уравнений по первому закону Кирхгофа следующая:
N1з.к.=Ny-1, где Ny – количество узлов.
Ny=2, тогда
N1.з.к.=Ny-1=2-1=1
Т. е. по первому закону Кирхгофа составляется одно уравнение для данной цепи, а общее количество уравнений – три. Таким образом, мы получаем, что по второму закону Кирхгофа нужно составить два уравнения. Или для определения количества уравнений по второму закону Кирхгофа есть формула:
N2.з.к.=Nв-(Ny-1), где Nв – количество ветвей
Nв=3, тогда:
N2.з.к.=3-(2-1)=2
По второму закону Кирхгофа составляется два уравнения. Составим систему, состоящую из трех уравнений. Одно уравнение по первому закону Кирхгофа (это уравнение составляется для любого узла a или b) и двух уравнений по второму закону Кирхгофа для двух любых независимых контуров, например, составим для контуров 1 и 2.
Неизвестными в данной системе являются токи I1, I2 и I3. Решая данную систему, находят эти неизвестные.
О том, как решаются задачи с более сложными цепями, мы поговорим в следующих статьях.
Если понравилась статья, подписывайтесь на канал и не пропускайте новые публикации.
Читайте также:
1. Как электроэнергия передается от электростанций до наших домов;
2. Что такое электрический ток – простыми словами;
На практике часто встречаются задачи по расчётам параметров токов и напряжений в различных разветвлённых цепях. В качестве инструмента для расчётов используют правила Кирхгофа (в некоторой литературе их называют еще законами, хотя это не совсем корректно) – одни из фундаментальных правил, которые совместно с законами Ома позволяет определять параметры независимых контуров в самых сложных цепях.
Учёный Густав Киргхоф сформулировал два правила [1], для понимания которых введено понятие узла, ветви, контура. В нашей ситуации ветвью будем называть участок, по которому протекает один и тот же ток. Точки соединения ветвей образуют узлы. Ветви вместе с узлами образуют контуры – замкнутые пути, по которым течёт ток.
Первое правило Кирхгофа
Первое правило Густава Кирхгофа сформулировано исходя из закона сохранения заряда. Физик понимал, что заряд не может задерживаться в узле, а распределяется по ветвям контура, образующим это соединение.
Кирхгоф предположил, а впоследствии обосновал на основании экспериментов, что количество зарядов зашедших в узел такое же, как и количество тока вытекающего из него.
На рисунке 1 изображена простая схема, состоящая из контуров. Точками A, B, C, D обозначены узлы контура в центре схемы.
Ток I1 входит в узел A, образованный ветвями контура. На схеме электрический заряд распределяется в двух направлениях – по ветвям AB и AD. Согласно правилу Кирхгофа, входящий ток равен сумме выходящих: I1 = I2 + I3.
На рисунке 2 представлен абстрактный узел, по ветвям которого течёт ток в разных направлениях. Если сложить векторы i1, i2, i3, i4 то, согласно первому правилу Кирхгофа, векторная сумма будет равняться 0: i1 + i2 + i3 + i4 = 0. Ветвей может быть сколько угодно много, но равенство всегда будет справедливым, с учётом направления векторов.
Запишем наши выводы в алгебраической форме, для общего случая:
Для использования этой формулы, требуется учитывать знаки. Для этого необходимо выбрать направление одного из векторов тока (не важно, какого) и обозначить его знаком «плюс». При этом знаки всех других величин определить, исходя от их направления, по отношению к выбранному вектору.
Чтобы избежать путаницы, ток, направленный в точку узла, принято считать положительным, а векторы, направленные от узла – отрицательными.
Изложим первое правило Кирхгофа, выраженное приведённой выше формулой: «Алгебраическая сумма сходящихся в определённом узле токов, равна нулю, если считать входящие токи положительными, а отходящими – отрицательными».
Первое правило дополняет второе правило, сформулированное Кирхгофом. Перейдём к его рассмотрению.
Второе правило Киргхофа
Из третьего уравнения Максвелла вытекает правило Кирхгофа для напряжений. Его ещё называют вторым законом.
Это правило гласит, что в замкнутом контуре, на резистивных элементах, алгебраическая сумма напряжений (включая внутренние), равна сумме ЭДС, присутствующих в этом же замкнутом контуре.
При этом токи и ЭДС, векторы которых совпадают с направлением (выбирается произвольно) обхода контура, считаются положительными, а встречные к обходу токи – отрицательными.
Формулы, которые изображены на рисунке применяются в частных случаях для вычисления параметров простых схем.
Формулировки уравнений общего характера:
, где где Lk и Ck – это индуктивности и ёмкости, соответственно.
Линейные уравнения справедливы как для линейных, так и для нелинейных линеаризованных цепей. Они применяются при любом характере временных изменений токов и напряжений, для разных источников ЭДС. При этом законы Кирхгофа справедливы и для магнитных цепей. Это позволяет выполнять вычисления для поиска соответствующие параметров.
Закон Кирхгофа для магнитной цепи
Применение независимых уравнений возможно и при расчётах магнитных цепей. Сформулированные выше правила Кирхгофа справедливы и для вычисления параметров магнитных потоков и намагничивающих сил.
В частности: ∑Ф=0.
То есть, для магнитных потоков первое правило Кирхгофа можно выразить словами: «Алгебраическая сумма всевозможных магнитных потоков относительно узла магнитной цепи равняется нулю.
Сформулируем второе правило для намагничивающих сил F: «В замкнутом магнитном контуре алгебраическая сумма намагничивающих сил приравнивается к сумме магнитных напряжений». Данное утверждение выражается формулой: ∑F=∑U или ∑Iω = ∑НL, где ω – количество витков, H – напряжённость магнитного поля, символ L обозначает длину средней линии магнитопровода. ( Условно принимается, что каждая точка этой линии совпадает с линиями магнитной индукции).
Второе правило, применяемое для вычисления магнитных цепей, есть не что иное, как альтернативная форма представления закона полного тока.
Примечание: Составляя уравнения с использованием формул, вытекающих из правил Кирхгофа, надо прежде определиться с положительным направлением потоков, функционирующих в ветвях, сопоставив их с направлением обходов существующих контуров.
При совпадении векторов магнитного потока с направлениями обхода (на некоторых участках), падение напряжения на этих ветвях берём со знаком « + », а встречные ему – со знаком « – ».
Примеры расчета цепей
Рассмотрим ещё раз рисунок 3. На нём изображено 4 разнонаправленных вектора: i1, i2, i3, i4. Из них – два входящие ( i2, i3) и два исходящие из узла (i1, i4). Положительными будем считать те векторы, которые направлены в точку соединения ветвей, а остальные – отрицательными.
Тогда, по формуле Кирхгофа, составим уравнение и запишем его в следующем виде: – i1 + i2 + i3 – i4 = 0.
На практике такие узлы являются частью контуров, обходя которые можно составить ещё несколько линейных уравнений с этими же неизвестными. Количество уравнений всегда достаточно для решения задачи.
Рассмотрим алгоритм решения на примере рис. 5.
Схема содержит 3 ветви и два узла, которые образуют три пары по два независимых контура:
- 1 и 2.
- 1 и 3.
- 2 и 3.
Запишем независимое уравнение, выполняющееся, например, в точке а. Из первого правила Кирхгофа вытекает: I1 + I2 – I3 = 0.
Воспользуемся вторым правилом Кирхгофа. Для составления уравнений можно выбрать любой из контуров, но нам необходимы контуры с узлом а, так как для него мы уже составили уравнение. Это будут контуры 1 и 2.
Пишем уравнения:
- I1R1 + I3 R3 = E1;
- I2R2 + I3R3 = E2.
Решаем систему уравнений:
Так как значения R и E известны (см. рисунок 5), мы придём к системе уравнений:
Решая эту систему, получим:
- I1 = 1,36 (значения в миллиамперах).
- I2 = 2,19 мА.;
- I3 = 3,55 мА.
Потенциал узла а равен: Ua = I3*R3 = 3,55 × 3 = 10,65 В. Чтобы убедиться в верности наших расчётов, проверим выполнение второго правила по отношению к контуру 3:
E1 – E2 + I1R1+ I2R2 = 12 – 15 + 1,36 – 4,38 = – 0,02 ≈ 0 (с учётом погрешностей, связанных с округлениями чисел при вычислениях).
Если проверка выполнения второго правила успешно завершена, то расчёты сделаны правильно, а полученные данные являются достоверными.
Применяя правила (законы) Кирхгофа можно вычислять параметры электрической энергии для магнитных цепей.
Как составить уравнение для контура по второму закону Кирхгофа?
Мастер
(1182),
закрыт
10 лет назад
Дополнен 11 лет назад
Лучше, если объясните
Николай Клевский
Гуру
(3801)
11 лет назад
Возьми направление обхода контура по часовой стрелке. Контурный ток обозначь I.
Уравнение для контура по 2 закону Кирхгофа
Е1 – Е2 = I*(R1 + R2 + R3)
Е1 с плюсом поскольку совпадает с направлением обхода контура, Е2 с минусом, поскольку направлено в обратную сторону.
КАПИТАН
Оракул
(50365)
11 лет назад
1. Выбираем направление тока I в цепи совпадающее с направлением ЭДС в источнике E1.
2. Выбираем направление обхода контура цепи. В какую сторону выбирать направление не важно, главное выбрать. Пусть оно будет по часвой стрелке (от E1, к R1, R2, E2 и к R3).
3. Вспоминаем 2 закон Кирхгофа.
4. Применяем этот закон: I*R1+I*R2+I*R3=E1-E2, где E2 берётся со знаком “минус”, так как направление ЭДС противоположно направлению обхода контура.
5. Окончательный ответ: I*(R1+R2+R3)=E1-E2
Узел— точка, в которой сходятся
не менее 3-х токов.
Ветвь— участок цепи, по которому
течёт один и тот же ток.
Контур— любой замкнутый путь в
схеме.
Первый закон Кирхгофа
Для любого узла сумма токов, приходящих
к узлу, равна сумме токов, отходящих от
узла.
Для любого узла электрической цепи
алгебраическая сумма токов равна нулю.
Ток, который притекает к узлу, берётся
со знаком “+”, который оттекает — со
знаком “–”.
Второй закон Кирхгофа
Для любого замкнутого контура
алгебраическая сумма ЭДС равна
алгебраической сумме падений напряжений
на участках этого контура.
Порядок составления контурных
уравнений:
-
Выбираем произвольное направление
тока ветвей. -
Если в схеме n узлов, то составляем n –
1 уравнение по первому закону Кирхгофа. -
Выбираем произвольное направление
обхода контура. -
Если направление обхода и ЭДС совпадают,
то она входит в уравнение со знаком
“+”, если нет — со знаком “–”. -
Если ток ветви и направление обхода
совпадают, то падение напряжения входит
в уравнение со знаком “+”, если нет —
со знаком “–”. -
Если при расчёте получился отрицательный
ток, значит его направление противоположно
выбранному.
Задача
С
оставить
контурные уравнения для решения сложной
электрической цепи.
Вопрос 20. Расчёт сложных электрических цепей методом контурных токов.
Метод контурных токовпозволяет
решать меньшее количество уравнений,
чем при расчёте сложных электрических
цепей методом уравнений Кирхгофа.
Порядок расчёта:
-
Выбираем произвольное направление
контурного (расчётного) тока. -
Составляем уравнение по второму закону
Кирхгофа для контурных токов. При
записи учитываем падение напряжения
от контурного (собственного) тока и
контурных токов соседних контуров. -
Решаем полученную систему уравнений
и рассчитываем контурные токи. -
Рассчитываем действительные токи
ветвей по правилу:
Если в ветви течёт один контурный ток,
то действительный ток равен контурному
току. Если два и более — то действительный
равен их алгебраической сумме и направлен
в сторону большего.
Задача
Найти и направить все токи в электрической
цепи методом контурных токов.
Используя алгоритм, составляется
система уравнений:
Пусть при решении получили контурные
токи:
Тогда можно рассчитать действительные
токи:
Вопрос 21. Расчёт сложных электрических цепей методом двух узлов.
Рассмотрим метод узловых напряжений(двух узлов) на примере.
Задача
Определить токи ветвей и направить их.
Порядок расчёта:
-
обозначаем узлы А и Б: под узлом А
обозначаем узел, к которому направлена
большая ЭДС; -
все токи направляем к узлу А;
-
рассчитываем проводимость каждой
ветви по формуле
:
-
Рассчитываем напряжение
между двумя узлами по формуле:
между двумя узлами по формуле:
В формулу Eвходит со знаком “+”,
если она направлена к узлу А; если от
узла — то со знаком “–”.
-
Находим токи ветвей:
-
Изменяем направление отрицательных
токов.
Вопрос 22. Расчёт сложных электрических цепей методом эквивалентного генератора.
Методом эквивалентного генераторанаходят ток в одной ветви. Особенно
удобно, если сопротивление этой ветви
изменяется.
Согласно теореме об эквивалентном
генераторе, любой активный двухполюсник
можно заменить эквивалентной ЭДС (
)
и эквивалентным внутренним сопротивлением
(
).
То, что обведено пунктиром на схеме 1,
— активный двухполюсник:
|
Схема |
Схема |
Чтобы найти
,
надо разомкнуть ветвь АБ и найти
напряжение на зажимах разомкнутой
ветви. Оно будет равно
:
Чтобы найти
,
надо разомкнуть ветвь АБ, убрать все
источники, оставив их внутренние
сопротивления. Далее необходимо
рассчитать сопротивление цепи по
отношению к зажимам АБ. Это и будет
.
Если известны
и
,
то:
Задача
Дано (для схемы 1А):
Найти ток
в цепи (методом эквивалентного
генератора).
Разомкнутая цепь приведена на схеме:
Находим ток холостого хода:
Найдём
:
Обходим контур по второму закону
Кирхгофа так, чтобы он замкнулся через
напряжение
(лучше взять такой контур, где меньше
элементов):
Находим
:
Далее можно выразить искомый ток:
Соседние файлы в предмете Теория электрических цепей
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Мы уже писали про закон Ома, а также параллельное и последовательное соединение проводников. Но это были цветочки. Сегодня разберемся с задачами посложнее: посмотрим, как решаются задачи на правила Кирхгофа.
Не забывайте подписаться на наш телеграм-канал: там вас ждут актуальные новости сферы образования, полезные лайфхаки и скидки для студентов.
Задачи на правило Кирхгофа с решением
Как решать задачи по правилу Кирхгофа? Прежде, чем приступать к решению задач, обязательно изучите теорию. Также мы подготовили для вас универсальную памятку по решению физических задач.
Задача №1 на эквивалентные преобразования соединений проводников.
Условие
Преобразуйте схему с помощью эквивалентных преобразований.
Решение
Кроме основных формул для последовательного и параллельного соединения проводников, существуют формулы для преобразования звезды резисторов в эквивалентный треугольник и наоборот. Треугольник резисторов R2 R3 R4 можно преобразовать в эквивалентную звезду RB RB RD по формулам:
Преобразованная схема будет выглядеть следующим образом:
Ответ: см. выше.
Правила Кирхгофа применяются для сложных цепей(например, для цепей с несколькими источниками питания), когда эквивалентные преобразования не приносят результата.
Задача №2 на первое правило (закон) Кирхгофа
Условие
Необходимо составить уравнения по первому закону Кирхгофа для следующей цепи:
Решение
В данной цепи 4 узла. По первому закону составляем 3 уравнения (на 1 уравнение меньше, чем количества узлов):
Ответ: см. выше.
Для решения задач на правила Кирхгофа необходимо уметь решать системы линейных уравнений. Для решения сложных систем удобно использовать специальные программы: MathCad, MatLab и т.д.
Далее для наглядности рассмотрим задачу с более простой схемой.
Задача №3 на правила Кирхгофа
Условие
Два источника питания E1=2В и E2=1В соединены по схеме, показанной на рисунке. Сопротивление R=5 Ом. Внутреннее сопротивление источников одинаково и равно r1=r2=1 Ом. Определить силу тока, который проходит через сопротивление.
Решение
По первому закону Кирхгофа сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю (токи обозначим произвольно):
Выберем направление обхода верхнего контура против часовой стрелки. По второму закону Кирхгофа, сумма падений напряжений в контуре равна сумме ЭДС:
Запишем то же самое для второго контура, обходя его по часовой стрелке:
Объединим уравнения с неизвестными токами в систему:
Чтобы решить систему, выразим силу тока I1 из второго уравнения, а силу тока I2 – из третьего:
Первое уравнение теперь можно записать в виде:
Выражая искомый ток и подставляя значения из условия, получаем:
Ответ: 1,5 А.
Задача №4 на правила Кирхгофа
Условие
Дана схема электрической цепи. Необходимо:
- обозначить сопротивления, над каждой ветвью указать свой ток и источники ЭДС;
- указать на схеме направления токов и ЭДС;
- составить уравнения по первому и второму закону Кирхгофа.
Решение
Приведем схему, обозначив сопротивления, ЭДС и токи:
В схеме 7 токов и 4 узла. Необходимо составить 4 – 1 = 3 уравнения по первому закону Кирхгофа и 7 – 3 = 4 уравнения по второму закону Кирхгофа.
Первый закон Кирхгофа:
Второй закон Кирхгофа (выбранные контуры К1, К2, К3, К4 указаны на рисунке):
Ответ: см. выше.
Задача №5 на правила Кирхнофа
Условие
Определить все токи в ветвях, составив систему уравнений по законам Кирхгофа.
Параметры цепи: E1 = 40 В, E2 = 50 В, E3 = 60 В, R01 = 0,1 Ом, R02 = 0,3 Ом, R03 = 0,2 Ом, R1 = 4,4 Ом, R2 = 4,7 Ом, R3 = 4,6 Ом, R4 = 5,2 Ом, R5 = 7,6 Ом.
Решение
Направления токов в ветвях цепи и направления обхода контуров указаны на схеме. Цепь содержит 3 узла и 3 независимых контура. Таким образом, для расчета токов в ветвях необходимо составить два уравнения по первому закону Кирхгофа и три по второму:
Подставим числовые значения и решим систему уравнений:
Ответ: I1=10,68 А; I2=8,388 А; I3=7,192 А; I4=4,9 А; I5=2,292 А.
Вопросы на правила Кирхгофа
Вопрос 1. Сформулируйте первый закон Кирхгофа.
Ответ. Первый закон Кирхгофа связан с сохранением заряда и формулируется следующим образом:
Для любого узла электрической цепи алгебраическая сумма токов ветвей, подключенных к данному узлу, равна нулю.
Первое правило Кирхгофа является следствием закона сохранения электрического заряда, согласно которому ни в какой точке заряды не могут безгранично накапливаться: количество электричества, притекающее к данной точке за определенный промежуток времени, должно быть равно количеству электричества, оттекающему от неё.
Вопрос 2. Как следует выбирать направления токов в ветвях электрической цепи?
Ответ. Направления токов во всех ветвях электрической цепи задаются произвольно до составления уравнений. Токи, входящие в узел, принято считать положительными, а выходящие из узла – отрицательными.
Вопрос 3. Как формулируется второй закон Кирхгофа?
Ответ. Второй закон Кирхгофа связан с законом сохранения энергии и формулируется следующим образом:
Алгебраическая сумма всех ЭДС контура электрической цепи равна алгебраической сумме напряжений и алгебраической сумме падений напряжений на всех его участках.
Вопрос 4. Что следует учитывать при составлении уравнений второго закона Кирхгофа для цепи и ее конкретного контура.
Ответ. Перед составлением уравнений второго закона Кирхгофа для цепи необходимо произвольно выбрать направления токов во всех ветвях цепи и определить направление обхода контура.
При составлении уравнения для конкретного контура учитываются:
- токи, входящие в узлы принимаются положительными;
- ЭДС источников принимаются положительными, если
- направления их действия (стрелка) совпадает с выбранным направлением обхода (независимо от направления тока в них);
- падения напряжений в ветвях (IkRk) принимаются положительными, если положительное направление тока совпадает с выбранным направлением обхода;
- напряжения Uk, включенные в контур, принимаются положительными, если эти напряжения создают ток, направленный также как и направление обхода (направление напряжения, определяемое стрелкой, совпадает с направлением обхода).
Вопрос 5. Что такое эквивалентные преобразования последовательного и параллельного соединения пассивных элементов?
Ответ. Задачей эквивалентного преобразования последовательного и параллельного соединения пассивных элементов, является последовательное упрощение исходной схемы и нахождение эквивалентного сопротивления схемы.
Нужна помощь в решении задач и других студенческих заданий? Профессиональный сервис помощи учащимся окажет оперативную помощь с выполнением любой работы.
