Режимы работы электрических цепей

• Режим короткого замыкания(КЗ).Если полюса генератора замкнуть проводником с малым сопротивлением, то при R=0,1 ом и U=200 в по цепи пройдёт недопустимо большой ток, что приведёт к выходу генератора из строя: I к.з. = 200:0,1 = 2000 а.
• Режим холостого хода.Если цепь с генератором разомкнута, то сила тока в цепи будет равна нулю.
• Режим нагрузки.Если цепь замкнута,то по ней проходит ток, зависящий от сопротивлений, включённых в данную цепь: , где R – сопротивление цепи, r – внутреннее сопротивление генератора.

Первый закон Кирхгофа.

Если к одной точке подвести несколько проводников и несколько вывести,то сумма токов, подходящих к узлу, будет равна сумме токов, отходящих от узла: I₁+I₂=I₃

Рис.3 Первый закон Кирхгофа

Алгебраическая сумма токов в общей точке будет равна нулю (Рис.3). Токи в параллельных цепях будут распределяться в зависимости от сопротивления каждой цепи, то есть, при одинаковом сопротивлении двух параллельных цепей ток между ними будет разделяться поровну.

Последовательное и параллельное соединение проводников.

Последовательным соединением проводников называют такое соединение, при котором конец первого проводника соединен с началом второго, конец второго проводника соединен с началом третьего и т. д.

Общее сопротивление цепи, состоящей из нескольких последовательно соединенных проводников, равно сумме сопротивлений отдельных проводников. Ток при последовательном соединении одинаков на всех участках такой цепи.

Подсчет общего сопротивления цепи при последовательном соединении производится по формуле:

Rоб. = R₁ + R₂ + R₃

где: R – общее сопротивление цепи;

R₁, R₂, R₃ – сопротивление последовательно соединенных проводников.

Параллельным называют соединением проводников, при котором начала всех проводников соединены в одну точку, а концы в другую точку.

В параллельном соединении ток распределяется по нескольким ветвям обратно пропорционально сопротивлению каждой ветви.

При параллельном соединении проводников общее сопротивление определяется по формуле:

, где: R – общее сопротивление; R₁, R₂, R₃ - сопротивления отдельных ветвей.

Общий ток при параллельном соединении равен сумме токов, протекающих по отдельным проводникам, и определяется по формуле:

i = i₁ + i₂+ i ₃, где: i - сила общего тока; i₁ - сила тока в первом проводнике;

i₂ - сила тока во втором проводнике; i₃ - сила тока в третьем проводнике.

Пример: Найти общее сопротивление трех параллельно включенных проводников: .

R₁ = 2ом; R₂ = 4ом; R₃ = 8ом.

ом. R = ом.

Закон Джоуля - Ленца.

При пропускании электрического тока через проводник последний нагревается.

Закон Джоуля - Ленца, названный так по имени английского ученого Джоуля и русского ученого Ленца, устанавливает зависимость между силой тока, сопротивлением, временем прохождения тока через проводник и количеством тепла, выделяющимся в проводнике за это время.

Q = i² · R · t дж, где Q—количество тепла, дж (кал); i - сила тока в проводнике, а

R – сопротивление цепи, ом; t – время, сек.

Пример: Определить количество тепла, выделенное током, если i = 5 а, R = 6 ом, t = 8 с.

Q = i² · R · t = 5² · 6 ·8 = 1,2 кдж (288 кал).