Правила Кірхгофа. Розрахунок розгалужених електричних ланцюгів
Електричний ланцюг являє собою сукупність джерел струму, провідників і споживачів електроенергії. Електричний ланцюг найчастіше є розгалуженою (складної) і містить вузли (рис. 1). Розрахунок розгалуженої електричного кола полягає в тому, щоб по заданих опорам ділянок ланцюга і ЕРС знайти сили струмів і напруги на кожній ділянці ланцюга. При цьому струми вважаються позитивними, якщо вони входять у вузол, і негативними, якщо виходять з вузла. Для вузла, зображеного на малюнку 1, I1 – I2 – I3 = 0.
Згідно з другим правилом Кірхгофа: в будь-якому простому замкнутому контурі, довільно вибираємо у розгалуженій електричного кола, алгебраїчна сума добутків сил струмів на опору відповідних ділянок дорівнює сумі алгебри ЕРС, наявних в контурі.
Якщо напрямки струмів збігаються з обраним напрямом обходу контуру, то сили струмів Ik вважаються позитивними. ЕРС i вважаються позитивними, якщо вони створюють струми, сонаправленнимі з напрямком обходу контуру.
Правила Кірхгофа не виражають ніяких нових властивостей стаціонарного електричного поля в провідниках зі струмом у порівнянні з законом Ома. Перше з них є наслідком закону збереження електричних зарядів, друге – наслідком закону Ома для неоднорідної ділянки ланцюга. Проте їх використання значно спрощує розрахунок струмів в розгалужених ланцюгах.
Розрахунок розгалуженої електричного кола постійного струму виконується в наступному порядку:
Довільно вибирають напрямок струмів у всіх ділянках ланцюга:
записують n – 1 незалежних рівнянь, згідно з першим правилом Кірхгофа, де n – кількість вузлів в ланцюзі;
вибирають довільно замкнуті контури так, щоб кожен новий контур містив хоча б одна ділянка ланцюга, який не входить в раніше обрані контури. Записують для них друге правило Кірхгофа.
У розгалуженій ланцюга, що містить n вузлів і m ділянок ланцюга між сусідніми вузлами, число незалежних рівнянь, відповідних правилу контурів, становить m – n + 1.
На основі правил Кірхгофа складають систему рівнянь, рішення якої дозволяє знайти сили струмів в гілках ланцюга.
Related posts:
- Методи розрахунку електричних ланцюгів Для правильного розрахунку напруги, струму і потужності на певних ділянках електричних ланцюгів використовують різні методи. Серед них виділяють: Метод контурних струмів; Метод перетворення ланцюга; Метод застосування на практиці законів Кірхгофа; Метод накладення; Метод еквівалентного генератора. Найбільш поширеними в практиці для вирішення поставлених завдань є метод перетворення ланцюга і метод безпосереднього застосування законів Кірхгофа. Метод перетворення […]...
- Правила Кірхгофа На сторінці “Електричні кола” були розглянуті найпростіші варіанти послідовної і паралельної ланцюгів. Звичайно ж, в реальних електричних ланцюгах елементи з’єднуються, як паралельно, так і послідовно, і розбити такі ланцюга на послідовні і паралельні складові досить складно. На щастя, Густав Кірхгоф знайшов досить просте рішення зазначеної проблеми, сформулювавши два правила, в основі яких лежить поняття вузла […]...
- Структура електричних ланцюгів Електричні ланцюги – сукупність пристроїв і об’єктів, що утворюють шлях електричному струму, електромагнітні процеси в яких можна описати за допомогою понять про електрорушійної силі, струмі і напрузі. Електричні ланцюги складаються з пристроїв для генерування електричної енергії, передачі її на відстань і перетворення в інші види енергії. Перші називають джерелами електричної енергії, другі – лініями електричного […]...
- Теорія електричних ланцюгів Теорією електричних ланцюгів вважається комплекс найбільш загальних закономірностей, що використовується з метою опису процесів в електричних ланцюгах. Теорія електроланок грунтується на двох постулатах: Вихідному припущенні теорії електричних ланцюгів (має на увазі, що в будь-яких електротехнічних пристроях всі процеси можна описати такими поняттями, як “напруга” і “струм”); Вихідне припущення теорії електроланок (передбачає, що сила струму в […]...
- Фізичні процеси в електричних ланцюгах Електромагнітне поле є носієм енергії, вона зосереджена як всередині, так і зовні проводів. Тому для розгляду фізичних процесів в електричних ланцюгах в повному обсязі необхідно провести розрахунок і повне дослідження електромагнітного поля на заданій ділянці ланцюга. Для того щоб провести даний аналіз, використовують диференціальні поняття і параметри, які характеризують електромагнітне поле в досліджуваної точці. Математичний […]...
- Захист ланцюгів від перевантаження і короткого замикання Для електрозахисту різного устаткування, пристроїв, проводок широко застосовуються спеціальні пристрої електротехнічної захисту. Вони включаються на вході ланцюгів споживача перед електричним навантаженням. Дані електротехнічні пристрої мають різні варіанти виконання і принципи дії, але кожен з них певною мірою може запобігти ймовірній аварійну ситуацію, і тим самим уникнути гірших наслідків. Різновиди пристроїв електрозахисту: Плавкі запобіжники – являють […]...
- Хвильовий характер електромагнітного поля рухомого заряду У попередньому розділі ми розглянули основні властивості електромагнітних хвиль, залишивши осторонь “механізм” їх виникнення. У цьому розділі ми обговоримо проблему випромінювання електромагнітних хвиль, джерелами яких, як ми встановили вище, є змінюються в часі струми і / або нерівномірно рухомі електричні заряди. Розглянемо для визначеності рухається нерівномірно електричний заряд. Нерівномірний рух електричного заряду еквівалентно протіканню змінюється […]...
- Змішані електричні ланцюги Змішаним з’єднанням елементів називають всілякі поєднання послідовної і паралельної різновидів з’єднань. В такому колі можливо різна кількість вузлів і гілок. Електричне коло зі змішаним з’єднанням елементів Змішаним вважають таке з’єднання, при якому в ланцюзі існують групи опорів, включених паралельно і послідовно. Якщо все опору в цій схемі приймаються за однакові, тобто це виглядає таким чином: […]...
- Ланцюги змінного струму Отримані співвідношення між амплітудами струмів і напруг, а також визначають зсув фаз між ними, дозволяють розрахувати характеристики будь-якого ланцюга змінного струму. Принципово методика розрахунку характеристик ланцюгів змінного струму не відрізняється від методики розрахунку ланцюгів постійного струму – фізичні закони, виражені в правилах Кірхгофа, справедливі для миттєвих значень струмів і напруг на будь-якій ділянці ланцюга. Однак […]...
- Змішане з’єднання і складні електричні ланцюги В електричних ланцюгах досить часто зустрічається змішане з’єднання, що представляє собою комбінацію послідовного і паралельного з’єднань. Якщо взяти, наприклад, три приладу, то можливі два варіанти змішаного з’єднання. В одному випадку з’єднуються два прилади паралельно, а до них послідовно підключається третій (рис. 1, а). Така ланцюг має два послідовно включених ділянки, один з яких представляє собою […]...
- Розрахунок перетину проводу по електричній потужності Матеріал виготовлення силових кабелів і проводів, а також площа їх поперечного перетин є основними критеріями, якими необхідно керуватися при здійсненні їх вибору. Чому настільки важливий правильний вибір поперечного перерізу електричних проводів для проводки? З тієї причини, що застосовуються силові кабелі та проводи є головними елементами електричної проводки вашої квартири або приватного будинку. А електропроводка повинна […]...
- Види електричних зарядів Виділяють два види електричних зарядів, умовно названих позитивними і негативними. Позитивно зарядженими (+) прийнято позначати тіла, які впливають на інші заряджені тіла аналогічно, як скло, наелектризоване тертям об шовк. Негативно зарядженими (-) прийнято позначати тіла, які впливають аналогічно, як ебоніт, наелектризований тертям об шерсть. Вибір терміна “позитивний” для зарядів, що утворилися на склі, і “негативний” […]...
- Розрахунок штучного освітлення приміщень Сучасне суспільство (дякую ряду відкриттів відбувалися свого часу) прекрасно навчилося природне денне світло замінювати на штучне електричне освітлення. Це дозволило бурхливо розвиватися суспільству навіть в нічний час доби. І в даному випадку досить важливим фактором є те, що б це штучне електричне освітлення було організовано правильно і раціонально. Оскільки від того, наскільки вірно проведений безпосередній […]...
- Закон Ома для повного кола Розглянемо докладніше процеси, що протікають в замкнутій ланцюга електричного струму, що містить джерело (дивись малюнок). Всередині джерела під дією сторонніх сил починається розділення зарядів: позитивно заряджені частинки рухаються до позитивного полюса джерела, а негативні частинки до негативного. Розділені заряди створюють всередині джерела електричне поле E⃗ E →, спрямоване від “плюса” до “мінуса”, яке перешкоджає подальшому […]...
- Еквівалентні електричні ланцюги Послідовним з’єднанням називають сукупність пов’язаних елементів в електричному ланцюзі. У всіх елементах послідовного з’єднання тече струм з однаковими показниками. Зміни струму відбуваються тільки в вузлах електричного кола. Послідовне з’єднання електричного кола При послідовному з’єднанні в ланцюг входить: Будь-яку кількість джерел; Будь-яку кількість резисторів. У той же час в подібне з’єднання не може входити більше одного […]...
- Розрахунок резистора для світлодіода Розрахунок резистора для світлодіода – дуже важливий момент перед підключенням світлодіода до джерела живлення. Адже від цього залежить те, як буде працювати світлодіод. Якщо резистор матиме занадто маленький опір, то світлодіод може вийти з ладу (перегоріти), а якщо опір буде занадто велике, то світлодіод буде випромінювати світло слабо. Розрахунок резистора для світлодіода проводиться за такою […]...
- Внутрішній і зовнішній електричний ланцюг Електричним колом у фізиці вважається певний комплекс різного роду елементів, з’єднаних між собою провідниками, основним призначенням якого є протікання струму. Асортимент елементів електричного кола досить широкий. Так, вони бувають: Лінійними; Нелінійними; Пасивними; Активного типів. Елементи електричного кола Кожна електричний ланцюг буде включати в себе різнопланові об’єкти і пристрої, що формують спеціальні шляху для проходження електроструму. […]...
- Послідовне з’єднання провідників Електричні ланцюги, з якими доводиться мати справу на практиці, звичайно складаються не з одного приймача електричного струму, а з кількох різних, які можуть бути з’єднані між собою по-різному. Знаючи опір кожного і спосіб їх з’єднання, можна розрахувати загальний опір кола. На малюнку 78, а зображено ланцюг послідовного з’єднання двох електричних ламп, а на малюнку 78, […]...
- Закон Ома для повного кола струму Закон Ома є формулою, яка наочно демонструє залежність головних характеристик електричного кола: Електричного струму (потоку заряджених частинок); Напруги (електрорушійної сили); Опору (протидія потоку електронів). Що б кращого усвідомити закону Ома, для початку слід визначитися з таким поняттям як електричний ланцюг. Говорячи спрощено, будь-який електричний ланцюг – це шлях в електричній схемі, по якому проходять електричні […]...
- Робота електричного струму Як обчислити роботу електричного струму? Ми вже знаємо, що напруга на кінцях ділянки кола чисельно дорівнює роботі, яка здійснюється при проходженні по цій ділянці електричного заряду в 1 Кл. При проходженні за цією ж ділянкою електричного заряду, рівних не 1 Кл, а, наприклад, 5 Кл, вчинена робота буде в 5 разів більше. Таким чином, щоб […]...
- Рух електричних зарядів Саме слово “електростатичний” говорить про якусь статиці, т. Е. Непорушності. Електростатична сила – це та сила, з якою нерухомий заряд діє на інші заряди, що знаходяться на відстані від нього. Але ми знаємо, що електричні заряди можуть рухатися. Їх рух називають електричним струмом. При русі зарядів виникають додаткові сили. Однак, перш ніж їх обговорювати, згадаємо […]...
- Розрахунок ціни по експорту Під розрахунками ціни на експорт мають на увазі внутрішній документ компанії. Він, як правило, зовнішньоторговельний, і готується для того, щоб економічно обгрунтувати те, що передбачувана операція з експорту, є ефективною. Даний документ повинен містити головні показники за якістю товару в порівнянні з тими пропозиціями конкурентів, про яких можна скласти уявлення. Обов’язково калькулируются додаткові транспортні та […]...
- Послідовне з’єднання резисторів При використанні електричного струму застосовуються електричні ланцюги, різні пристрої яких володіють різними електричними властивостями. Розрахунки розподілу струмів і напруг в таких ланцюгах відіграє важливу роль при конструюванні різноманітних приладів, які споживають енергію електричного струму. Реально електричним опором володіють всі провідники, тобто електричний опір розподілено по всій електричного кола. Однак у багатьох випадках зручно подумки зосередити […]...
- Формула в математиці – основні правила Формула – це одне з найважливіших понять в математиці. Основні формули полегшують розрахунок і економлять час при вирішенні рівнянь. Поговоримо про те, що таке формула, звідки вони беруться і виділимо основні формули математики. Що це таке? Формула – це завжди рівності. З лівого боку знаходиться вираз, яке можна перетворити, а з правої результат перетворення. Правильно […]...
- Принцип суперпозиції електричних полів Якщо взяти пробний заряд і розмістити його на деякій відстані від інших зарядів, то на нього будуть діяти всі електричні поля зарядів, що знаходяться на якійсь відстані від нього. Так як ми знаємо, що напруженість є векторною величиною, тому для отримання загальної напруженості, яка діє на пробний заряд, слід знайти векторну суму. Для того, щоб […]...
- Закон Ома – реферат Закон Ома для електричного кола. Згідно з цим законом сила струму I в електричному ланцюзі дорівнює е. д. с. Е джерела, поділеної на опір ланцюга Rц, т. Е. I = E / Rц (7) Повний опір замкнутого електричного кола (рис. 13) можна представити у вигляді суми опору зовнішнього ланцюга R (наприклад, якого-небудь приймача електричної енергії) […]...
- Закон Ома – закон пропорційності Формулювання Закону Ома для повного кола і для ділянки кола – це твердження пропорційності. Встановлюється достатня проста алгебраїчна зв’язок між величинами сили струму, суми опорів (r + R) і ЕРС джерела струму. Сила струму в електричному ланцюзі, прямо пропорційна ЕРС джерела і обернено пропорційна сумі внутрішнього опору цього джерела і загального опору кола. Найбільш зрозуміле […]...
- Винахід електричних машин У дослідах Кавендіша використовуються дві півсфери, поміщені на підвішені рами. Внутрішній куля закріплений на горизонтальному стрижні. Заряд кулі визначається за допомогою скляної палички, обмотаною станіолем в точці дотику. Зі станіолю звішуються два пробкових кульки. Внутрішній кулю і сфери були покриті станіолем, щоб провідність була хорошою. За допомогою електричної машини заряжалась батарея-конденсатор, а від неї – […]...
- Пасивні елементи електричного кола Резистор, індуктивність і ємність є пасивними елементами електричного кола. Резистор r або активний опір ланцюга – це елемент, в якому відбувається розсіювання енергії у вигляді тепла або перетворення електричної енергії в інший вид енергії: світлову, хімічну або механічну. Індуктивність L і ємність C називаються реактивними елементами ланцюга, в них відбуваються накопичення енергії у вигляді магнітного […]...
- Роль біологічних ланцюгів біосфери У багатьох екосистемах велика роль копрофагів (грец. Kopros – послід) і некрофагія (грец. Nekros – мертвий). Перші використовують в їжу екскременти інших тварин, а другі – їх трупи. В Австралії після завезення з Європи рогатої худоби на пасовищах почали утворюватися цілі поклади гною, так як в місцевій фауні не було комах, які були б здатні […]...
- Розрахунок коефіцієнтів капіталізації На сьогодні є кілька методик розрахунку коефіцієнта капіталізації. Даний параметр можна розрахувати для загального доходу підприємства, що включає в себе чисту або балансовий прибуток. Розрахунок може бути проведений і з обліку грошового потоку, що складається з певного виду прибутку і амортизації. Багато що залежить від того, в яких величинах оцінюється компанія. Балансовий і чистий прибуток […]...
- Джерела електричних сигналів Різність потенціалів двох різних точок називається електричною напругою, яке для стислості називають просто “напругою”, оскільки теорія електричних ланцюгів вивчає в основному електричні явища або процеси. Отже, якщо деяким чином створити дві області, потенціали яких відрізняються один від одного, то між ними з’явиться напруга U = φ1 – φ2, де φ1 і φ2 – потенціали областей […]...
- Закон Ома для ділянки кола, формула Сила струму на ділянці ланцюга дорівнює відношенню напруги на цій ділянці до його опору. Закон Ома висловлює зв’язок між трьома величинами, які характеризують протікання електричного струму в ланцюзі, – силою струму I, напругою U та опором R. Цей закон був встановлений в 1827 р, німецьким вченим Г. Омом і тому має його ім’я. У наведеній […]...
- Розрахунок коефіцієнта прибутковості У всіх формулах розрахунку коефіцієнта прибутковості незмінно бере участь параметр прибутку. Але при обчисленні показника прибутковості потрібно розуміти, що під ним мається на увазі. Прибуток – це збільшення обсягу капіталу (приріст) власника підприємства, а саме коштів, які були інвестовані в розвиток бізнесу. Розрахунок прибутку, як правило, проводиться за певний часовий проміжок. Обчислення збільшення проводиться як […]...
- Електричні кола з конденсаторами В електричному ланцюгу з конденсаторами входять джерела електричної енергії і окремі конденсатори. Конденсатор являє собою систему двох провідників будь-якої форми, розділених шаром діелектрика. Приєднання затискачів конденсатора до джерела електричної енергії з постійною напругою U супроводжується накопиченням на одній з його пластин заряду + Q, а на інший – Q. Величина цих зарядів прямо пропорційна напрузі […]...
- Типи автоматичних вимикачів Автоматичнийвимикач електричний представляє собою електромеханічний комутаційне пристрій, який здатний здійснювати включення і виключення, тим самим проводячи або не проводячи через себе електричний струм, а також в ньому є захисна функція, що дозволяє автоматично розривати ланцюг при виникненні надмірного значення струму (проходить через цей комутаційний захисний апарат у разі появи перевантаження, короткого замикання). Автоматичні вимикачі електричні […]...
- Кількість теплоти: формула, розрахунок Що швидше нагріється на плиті – чайник або відро води? Відповідь очевидна – чайник. Тоді друге питання – чому? Відповідь не менш очевидна – тому що маса води в чайнику менша. Відмінно. А тепер ви можете виконати самостійно справжнісінький фізичний дослід в домашніх умовах. Для цього вам знадобиться дві однакові невеликі каструльки, рівну кількість води […]...
- Повний закон Ома для замкнутого кола Та чи інша дія струму залежить, перш за все, від його сили. Змінюючи силу струму в електричну ланцюга, можна управляти ці дії. Для того щоб контролювати струм в електричного кола, слід знати, від чого саме залежить електрична сила струму в ній. Вам добре має бути відомо, що електричний струм в електричному ланцюзі є впорядкованою пересування […]...
- Перехідні процеси в ланцюгах змінного струму Сталі режими роботи електричних ланцюгів – режими, в яких в ланцюзі незмінні параметри: напруга, струм, опору і т. д. Якщо після настання встановленого режиму зміниться напруга, то зміниться і струм. Перехід від одного сталого режиму до іншого відбувається не миттєво, а протягом деякого часу (рисунок 1). Процеси, що виникають в ланцюгах при переході від одного […]...
- Вихрове електричне поле Розглянемо нерухомий контур, знаходиться в змінному магнітному полі. Який же механізм виникнення індукційного струму в контурі? А саме, які сили викликають рух вільних зарядів, яка природа цих сторонніх сил? Намагаючись відповісти на ці питання, великий англійський фізик Максвелл відкрив фундаментальна властивість природи: мінливий у часі магнітне поле породжує поле електричне. Саме це електричне поле і […]...