3 Законы Кирхгофа справедливы для линейных и нелинейных цепей при постоянных и переменных напряжениях и токах. - презентация

1

2 1

3 2

4 3 Законы Кирхгофа справедливы для линейных и нелинейных цепей при постоянных и переменных напряжениях и токах

5 4

6 5 Для любого узла цепи алгебраическая сумма токов равна нулю, причем со знаком + принимаются токи, входящие в узел

7 6

8 7 Например : а 0iii 321 узел а:

9 8 Физически первый закон Кирхгофа – это закон непрерывности электрического тока

10 9

11 10 Для любого контура цепи алгебраическая сумма напряжений на пассивных элементах и источниках тока равна алгебраической сумме ЭДС

12 11 Со знаком + принимаются те слагаемые, положительные направления которых совпадают с направлением обхода контура

13 12

14 13 J Например : + u -

15 14 Физически второй закон Кирхгофа характеризует равновесие напряжений в любом контуре цепи

16 15

17 16 Решение системы уравнений, составленных по законам Кирхгофа, позволяет определить все токи и напряжения в рассматриваемой цепи

18 17 J U 3 к 1 к 2 к

19 18

20 19

21 20

22 21

23 22

24 23 Для любого момента времени сумма вырабатываемых мощностей источников равна сумме потребляемых мощностей во всех пассивных элементах рассматриваемой цепи

25 24 или

26 25 Эта теорема является законом сохранения энергии в электрической цепи и применяется как баланс мощностей для проверки правильности расчетов

27 26

28 27 Составим баланс мощностей для резистивной цепи с постоянными напряжениями и токами предыдущего примера

29 28

30 29

31 30

32 31 Потенциальная диаграмма - это графическое изображение второго закона Кирхгофа, которая применяется для проверки правильности расчетов в линейных резистивных цепях

33 32 Потенциальная диаграмма строится для контура без источников тока, причем потенциалы точек начала и конца диаграммы должны получиться одинаковыми

34 33 Схема контура к а d c в

35 34 Потенциалы точек контура :

36 35 Потенциальная диаграмма 0 к в с d a a

37 36

38 37 Теорема компенсации справедлива для линейных и нелинейных цепей и может быть доказана при помощи законов Кирхгофа

39 38 Любой элемент цепи можно заменить источником ЭДС или источником тока, причем ЭДС равна напряжению элемента, а ток источника равен току этого элемента

40 39 + a b u u + а b J=i i e=u + a b u i +

41 40 Теорему компенсации удобно использовать если задано напряжение u или ток i на участке цепи

42 41

43 42 Свойства линейных цепей рассмотрим на примере резистивных цепей с постоянными напряжениями и токами, причем эти свойства могут быть доказаны при помощи законов Ома и Кирхгофа

44 43 1. Принцип наложения

45 44 Ток (напряжение) в любой ветви можно рассматривать как алгебраическую сумму составляющих от действия каждого источника в отдельности

46 45 При этом со знаком + пишутся те составляющие, направления которых совпадает с направлением результирующих величин

47 46 Например :

48 47 I 1 (E) I 1 (E) =E/(R 1 +R 2 ) а) подсхема с ЭДС Е

49 48 I 1 (J) I 1 (J) =JR 2 /(R 1 +R 2 ) б) подсхема с источником тока J

50 49

51 50 2. Принцип взаимности

52 51 Перестановка единственного источника ЭДС из ветви m в ветвь n создает в ветви m ток, равный току в ветви n до перестановки источника

53 52 Например :

54 53 3. Свойство линейности y=ax+b где y и x-напряжения или токи, а, b - постоянные коэффициенты

55 54 При изменении в цепи одного параметра (ЭДС, ток источника тока, сопротивление резистивного элемента) между двумя токами (напряжениями) существует линейная зависимость

56 55 Например :

57 56

58 57 4. Принцип эквивалентного генератора I К = E Г /(R К +R Г )= = J Г /( 1+ R К / R Г ) где E Г = U К (ХХ), J Г = I К (КЗ) =Е Г / R Г, R Г = R ЭКВ

59 58 Ток I K в любой к-ветви можно определить от действия ЭДС Е Г или источника тока J Г эквивалентного генератора

60 59 У этого генератора ЭДС E Г равна напряжению холостого хода U K (XX), когда I K =0, а ток источника тока J Г равен току короткого замыкания I K (KЗ), когда U K = 0

61 60 При этом сопротивление R Г генератора равно эквивалентному сопротивлению R ЭКВ цепи относительно зажимов сопротивления R К

62 61 RKRK IKIK b UKUK a RГRГ IKIK UKUK RKRK a b ЕГЕГ Таким образом: А А - активный двухполюсник, содержащий источники ЭДС и тока

63 62 Графическое определение I K и U K U I E Г JГJГ U К = R К I К I K U K 0

64 63 Например : U1U1

65 64 Расчетная схема для Е Г =U 1 (XX) ЕГЕГ

66 65 Расчетная схема для R Г =R ЭКВ R2R2 RГRГ

67 66 Для тока I 1 имеем: E Г = E – R 2 J J Г = E / R 2 - J R Г = R 2 I 1 = E Г /(R Г + R 1 ) = = E /(R 1 + R 2 ) – R 2 J /(R 1 + R 2 )