7. Законы Ома и Кирхгофа
Внимание! Решение задач анализа электромагнитных процессов в известной схеме электрической цепи с заданными параметрами источников энергии и резистивных элементов базируется на применении закона Ома, первого и второго законов Кирхгофа, которые записывают соответственно для ветвей, узлов и контуров (табл. 1.2).
Т а б л и ц а 1.2
Топологический параметр схемы |
Участок схемы |
Основание для составления уравнения |
Выражение закона |
Пассивная ветвь |
|
Закон Ома |
|
Ветвь с источниками напряжения |
|
Обобщенный закон Ома |
|
Узел |
|
Первый закон Кирхгофа (1ЗК) |
Ik = 0, I1 - J - I2 - I3 = 0 |
Контур |
|
Второй закон Кирхгофа (2ЗК) |
Ek = Uk, E2 E3 = R1I1 + + R2I2 − R3I − U12 |
Разделы для самостоятельного изучения
(возьмите в библиотеке СD по студенческому билету)
1. Десятичные и кратные единицы измерения.
2. Зависимые источники: а) напряжения; б) тока.
3. Классификация электрических цепей.
Контрольные вопросы
1. Определите понятия: «электрическая цепь», «электрическая схема», «ветвь», «узел», «соединение» (устранимый узел), «контур».
2. Дайте определения электрических токов: проводимости, переноса, смещения и полного.
3. Что положено в основу определения: а) напряжённости электрического поля Ȇ; б) электрического напряжения U? Каковы их единицы измерения? Как связаны электрический потенциал φ и напряжённость Ȇ?
4. Как выбирают положительные направления для токов в пассивных элементах схем замещения цепей и как связаны с ними положительные направления напряжений на выводах этих элементов?
5. Какие функции выполняет резистор как элемент схемы замещения реальной электрической цепи
6. Дайте определение понятия «индуктивная катушка». Запишите компонентное уравнение идеализированной индуктивной катушки.
7. Дайте определение понятия «конденсатор». От каких параметров зависит ёмкость конденсатора? Запишите компонентное уравнение конденсатора.
8. Выразите 4,7 кОм, 0,4 мГн и 0,1 нФ соответственно в омах, в генри и в фарадах.
9. Какие схемы электрической цепи вы знаете? Приведите примеры простейших схем.
10. Дайте определения: а) «пассивный элемент электрической цепи»; б) «активный элемент электрической цепи». Приведите классификацию: а) пассивных элементов; б) активных элементов.
11. Изобразите характеристики: а) линейного и нелинейного резисторов; б) линейного и нелинейного конденсаторов; в) линейной и нелинейной катушек индуктивности.
12. Изобразите характеристики: а) линейного источника напряжения; б) линейного источника тока.
13. Какому режиму работы ИН соответствует точка пересечения его внешней характеристики с осью: а) абсцисс; б) с осью ординат?
14. Запишите уравнения внешних характеристик: а) независимого источника напряжения; б) независимого источника тока.
15. Источник напряжения преобразовывают в источник тока. Запишите формулы для определения параметров ИТ.
16. Источник тока преобразовывают в источник напряжения. Запишите формулы для определения параметров ИН.
Литература и информационные источники
1. Сайт ИНФРА-М: ЭБС URL:new.znanium.com/ Марченко А.Л., Опадчий Ю.Ф. Электротехника и электроника. Учебник. В 2-х т. Том 1. Электротехника. – М.: Инфра-М. 2015, 2020. 574 с. (Первый вход выполнить на территории МАИ. Получите в библиотеке Логин и Пароль).
2. Беневоленский С.Б., Марченко А.Л. Основы электротехники. Учебное пособие для втузов. – М.: Физматлит. 2006, 2011. – 568 с. (Библиотека ( 282 экз.)).
3. Беневоленский С.Б., Марченко А.Л. Основы электротехники. Компакт-диск (600 МБ). ПУМК по электротехнике. – М.: Дискарт, 2006. (Возьмите CD в библиотеке по студенческому билету).