Задания для студентов на 06.10.21. гр. ТО 107 Электротехника и электроника.

107 ТО. ОП 03. Электротехника и электроника.

Преподаватель; В. П. Шкитенков. Электронный адрес почты schkitenkoff@yandex.ru. Viber +79869969432

Задание выдано 06.10.2021г. Задание выполнить до 8.10.2021г

Раздел: Электрические цепи постоянного тока.

Тема: Основные законы электротехники. Законы Кирхгофа.

Задание:

I.Переписать в лекционную тетрадь лекцию. Изучить.

II.Переписать в лекционную тетрадь лекцию. Изучить.

Основные понятия электрической цепи (Топология электрической цепи).

Электрическая цепь характеризуется совокупностью элементов, из которых она состоит, и способом их соединения. Соединение элементов электрической цепи наглядно отображается ее схемой. Для изучения законов Кирхгофа введем понятие ветвь, узел, путь, контур.

Ветвью - называется участок цепи, обтекаемый одним и тем же током. (проводники, соединяющие между собой узлы, называются ветвями).

Ветви бывают двух видов: активные и пассивные. Пассивной ветвью называется такая ветвь, которая содержит только сопротивления, и не содержит источников энергии. Активной ветвью называется такая ветвь, которая содержит не только сопротивления, но и источники энергии.

Узел – место соединения трех и более ветвей.

 Путь – это совокупность ветвей, проходимых непрерывно.

Контур – замкнутый путь, в котором один из узлов является начальным и конечным узлом пути. (это любой замкнутый путь электрической цепи, проходящий по двум или нескольким ветвям).

Сложной или разветвленной цепью называют такая, в которой имеется несколько путей для растекания токов.

Для более полного понимания, представим схему электрической цепи, для которой проведем топологический анализ.

Цепь содержит:

А. 3-ветви. - 2 активные (1. элементы R₁ и E₁ 2. элементы R₂ и E₂). И 1 пассивный (элемент R₃)

Б. 2 – узла (а и б)

В. 3 – контура.

Первый закон Кирхгофа.

Формулировка №1: Сумма всех токов, втекающих в узел, равна сумме всех токов, вытекающих из узла.

Формулировка №2: Алгебраическая сумма всех токов в узле равна нулю.

Поясню первый закон Кирхгофа на примере рисунка. Здесь ток I₁- ток, втекающий в узел, а токи I₂ и I₃ — токи, вытекающие из узла. Тогда применяя формулировку №1, можно записать:

I₁ = I₂ + I₃ (1)

Что бы подтвердить справедливость формулировки №2, перенесем токи I₂ и I₃ в левую часть выражения (1), тем самым получим:

I₁ - I₂ - I₃ = 0 (2)

Знаки «минус» в выражении (2) означают, что токи вытекают из узла.  в основном всегда втекающие токи берут со знаком «+», а вытекающие со знаком «-»

Второй закон Кирхгофа.

Формулировка: Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения на всех резистивных элементах в этом контуре.

Здесь термин «алгебраическая сумма» означает, что как величина ЭДС так и величина падения напряжения на элементах может быть как со знаком «+» так и со знаком «-». При этом определить знак можно по следующему алгоритму:

1. Выбираем направление обхода контура (два варианта либо по часовой, либо против).

2. Произвольно выбираем направление токов через элементы цепи.

3. Расставляем знаки для ЭДС и напряжений, падающих на элементах по правилам:

- ЭДС, направления их действия (стрелка) которого совпадает с направление обхода контура записываются со знаком «+», в противном случае ЭДС записываются со знаком «-».

- напряжения, падающие на элементах цепи записываются со знаком «+», если ток, протекающий через эти элементы совпадает по направлению с обходом контура, в противном случае напряжения записываются со знаком «-».

Например, рассмотрим схему, представленную на рисунке, и запишем выражение согласно второму закону Кирхгофа для II контура, обходя контур по часовой стрелке, и выбрав направление токов через резисторы, как показано на рисунке.

E₂ = I₂R₂ +I₃R₃

Запишем выражение согласно второму закону Кирхгофа для большого контура, обходя контур по часовой стрелке.

E₂ – E₁= I₂R₂ –I₁R₁

III. Составить уравнения по законам Кирхгофа.

1 . Напишите для данного узла уравнения, составленные по двум формулировкам первого закона Кирхгофа.

2. Напишите для I, II и III контуров уравнения, составленные по второму закону Кирхгофа.

IV. Для закрепления результата предлагаю посмотреть видео на сайте. http://www.sxemotehnika.ru/zhurnal/zakony-kirkhgofa.html.

Задания выполнять письменно в лекционной тетради переснять или отсканировать переслать на почту schkitenkoff@yandex.ru.

Если, что непонятно пишите на почту schkitenkoff@yandex.ru.

С уважением Владимир Петрович.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Г.В. Ярочкина. Основы электротехники М «Академия» 2015.

Электронные ресурсы.

1. http://www.sxemotehnika.ru/zhurnal/zakony-kirkhgofa.html