Правила Кирхгофа, разработанные в 1847 году, устанавливают соотношение сил тока и напряжений в разветвленных электрических цепях постоянного тока и пе
Загрузка...
Тема:

Электрическая цепь

Расчеты электрических цепей по правилам Кирхгофа

Правила Кирхгофа, разработанные в 1847 году, устанавливают соотношение сил тока и напряжений в разветвленных электрических цепях постоянного тока и переменных токов небольших частот, на­пример тока промышленной частоты.

На рис. 5.26, а показаны детали раз­ветвленной электрической цепи. Точки раз­ветвления A, B, C называются узлами цепи. На рис. 5.26, б показана схема узла, где сходятся три тока, силы которых I1, I2 и I3. Токи, приходящие к узлу (I1 и I2 в нашем случае), считаются положительными, а то­ки, выходящие из узла, — отрицательными.

Первое правило Кирхгофа является след­ствием закона сохранения заряда: какой заряд приносят свободные носители заряда к узлу за единицу времени, такой и должен выноситься из узла.

Первое правило Кирхгофа. Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю.

I1 + I2 + I3 = 0, или Σni=1 Ii = 0.

Второе правило Кирхгофа касается лю­бого замкнутого контура в разветвленной цепи (например, ABCA на рис. 5.26, а). В таком контуре алгебраическая сумма всех падений напряжений на отдельных участ­ках контура равна алгебраической сумме электродвижущих сил действующих в этом контуре

Σni=1 IiRi = Σni=1 Ɛi.

Второе правило Кирхгофа. В любом замкнутом контуре в элект­рической цепи алгебраическая сумма всех падений напряжений I / R, на всех участках контура равна алгебраической сумме электродви­жущих сил, действующих в этом контуре.

Рис. 5.26, а. Разветвления в электри­ческой цепи
Рис. 5.26, б. Узел в электрической цепи

При применении второго правила Кирх­гофа следует договориться, какие из токов считаются положительными, а какие — от­рицательными. Предположим, что положи­тельными являются токи, направления ко­торых совпадают с направлением движения часовой стрелки, а отрицательными — на­правления которых противоположные на­правлению движения часовой стрелки.

Загрузка...

Положительными будем считать такие электродвижущие силы, которые повышают потенциал полюсов источника тока в на­правлении обхода контура (рис. 5.27, а). Если же направление обхода противопо­ложное направлению увеличения потенциа­ла, то электродвижущие силы считаются отрицательными (рис. 5.27, б). Материал с сайта http://worldofschool.ru

Рис. 5.27, а. Электродвижущая сила счи­тается положительной
Рис. 5.27, б. Электродвижущая сила счи­тается отрицательной

Кирхгоф (Kirchhoff) Густав Роберт (1812 — 1887) — немецкий физик, член Берлинской АН (1875). Окончил Ке­нигсбергский университет (1846), про­фессор Бреславского (с 1850), Гейдель­бергского (с 1854) и Берлинского (с 1875) университетов. Его исследова­ния касаются электрического тока в разветвленных цепях, теплового из­лучения, механики, спектроскопии.

Пусть в контуре ABCA (рис. 5.26, а) обход осуществляется по часовой стрелке и направления тока выбраны так, как пока­зано на рисунке. В этом случае все про­изведения I1R1, I3R3 и I2R2 являются положительными, электродвижущая сила Ɛ1 так­же является положительной (повышает по­тенциал), а Ɛ3 — отрицательной (снижает по­тенциал).

Для этого случая второе правило Кирх­гофа записывается в таком виде

I1R1 + I3R3 + I2R2 = Ɛ1Ɛ3.

Понятно, что не всегда можно точно установить настоящие направления токов или электродвижущих сил. Тогда в ответах решенных задач эти величины получатся со знаком минус.

Что считается узлами разветвленной электрической цепи? Про­иллюстрируйте ответ схемами электрических цепей или их частей.

На этой странице материал по темам:
  • В каких устройствах встречается смешанное соединение проводников

  • Расчёт цепи по правилам кирхгофа

  • Как рассчитывать электрические схемы по правилам кирхгофа

  • Основы здоровья и здорового образа жизни

  • Правила кирхгофа кратко

Вопросы по этому материалу:
  • Какие токи в узлах можно считать положительными, а какие — отрицательными?

  • На каких закономерностях основывается первое правило Кирхгофа?

  • Сформулируйте первое правило Кирхгофа.

  • Как определяются замкнутые контуры в разветвленных элект­рических кругах?

  • Что такое падение напряжения на участке цепи?

  • Какой ток в контуре считают положительным, а какой — от­рицательным?

  • Какие электродвижущие силы в контурах считают положитель­ными, а какие — отрицательными?

  • Сформулируйте второе правило Кирхгофа.

  • Если в решении задачи ток оказывается отрицательным, то что это значит?

Материал с сайта http://WorldOfSchool.ru