Закон Ома для участка цепи
Рис. 2.1. Закон Ома для участка цепи
Закон Ома устанавливает зависимость между током, напряжением и сопротивлением.
I = U / R;
U = I · R;
R = U / I;
Если увеличить в несколько раз напряжение, действующее в цепи, то ток в этой цепи увеличится во столько же раз, а если увеличить в несколько раз сопротивление цепи, то ток уменьшится во столько же раз.
Закон Ома для всей цепи
Рис. 2.2. Закон Ома для всей цепи
Каждый источник Э.Д.С. обладает некоторым внутренним сопротивлением r0. Ток внутри источника Э.Д.С. встречает в нем сопротивление, как и в любом проводнике.
Внешнее сопротивление R подключается к генератору и является потребителем энергии. Общее сопротивление цепи равно сумме внешнего м внутреннего сопротивления.
Rобщ. = R = r0
Именно это Rобщ и определяет ток в цепи
I = E / (R + r0)
При прохождении тока через генератор внутри него получается падение напряжения U0=I · r0, следовательно, часть Э.Д.С. расходуется на на преодоление внутреннего сопротивления самого источника.
Вследствие потери напряжения внутри генератора, напряжение на его зажимах всегда меньше Э.Д.С. источника.
E = I · R + I · r0 = U + U0
U = E - U0
Режимы работы источников Э.Д.С.
а) Режим короткого замыкания
Рис. 2.3. Режим короткого замыкания
Если полюса генератора замкнуть проводником с малым сопротивлением, по сравнению с внутренним сопротивлением источника Э.Д.С., то это будет режим короткого замыкания.
В цепи останется одно внутреннее сопротивление самого источника и ток будет равен Iк.з. = E / r0; U = 0.
если r0=0,1Ом при E=200В, то Iк.з. = 200 / 0.1 = 2000 A
Режим короткого замыкания опасен для источников Э.Д.С. с малым внутренним сопротивлением, так как в этом случае возникает недопустимо большой ток и произойдет разрушение источника Э.Д.С.
б) Режим холостого хода
Рис. 2.4. Режим холостого хода
Это такой режим работы генератора, при котором присоединенная электрическая цепь разомкнута, и тока в цепи нет.
I=0;
E=U.
в) Режим нагрузки
Рис. 2.5. Режим нагрузки
Это такой режим работы генератора, при котором электрическая цепь замкнута и по ней проходит ток, зависящий от сопротивлений, включенных в цепь
I = E / (R + r0);
U = E - U0.
I-й закон Кирхгофа
Сумма токов, подходящих к узлу, равна сумме токов, отходящих от узла
Рис. 2.6. Первый закон Кирхгофа
I1+I2=I3+I4+I5
I1+I2-I3-I4-I5=0; ΣI=0
Й закон Кирхгофа
Рис. 2.7. Второй закон Кирхгофа
Во всякой замкнутой электрической цепи алгебраическая сумма Э.Д.С. равна алгебраической сумме падений напряжений на сопротивлениях, входящих в эту цепь.
При этом положительными считают Э.Д.С., направления которых совпадают с направлением обхода по контуру.
Падение напряжения на сопротивлении положительно там, где направление тока совпадает с направлением обхода.
E1 - E2 = I · R1 + I · r2 + I · R2 + I · r1
ΣE=Σ(I · R)