Теорія електричних кіл, закони Кірхгофа

Реферат на тему:

Теорія електричних кіл, закони Кірхгофа.

Закони Кірхгофа.

1 закон. I (відноситься до вузла) Сума струмів, які підходять до вузла дорівнює сумі струмів, які виходять з вузла.

II Алгебраїчна сума струмів у вузлі дорівнює 0.

2 закон. (відноситься до контуру) Алгебраїчна сума ЕРС, які включені в контур = алгебраїчній сумі падінь напруг на резисторах контуру.

Порядок складання рівнянь Довільно вказуємо напрям струмів в вітках (один раз).

В алгебраїчній сумі по першому закону (друге формулювання) зі знаком плюс враховуються ті струми, які підходять до вузла, зі знаком мінус — які виходять з вузла.

В другому законі Кірхгофа в алгебраїчній сумі ЕРС зі знаком плюс враховуються ті ЕРС, які співпадають з напрямом обходу контуру, якщо ні - зі знаком мінус. В алгебраїчній сумі падінь напруги зі знаком плюс враховуються напруги на тих резисторах, струм через яких співпадає з обходом контуру, якщо ні зі знаком мінус.

Приклад до закону Кірхгофа.

I1=I2+I3; I1-I2-I3=0.

E1-E2=I1R1+I2R2.

— E2+E3=-I2R2+I3R3.

E1+E3=I1R1+I3R3.

Нерозгалужене електричне коло.

Довільно вказуємо напрямок струму.

По другому закону Кірхгофа складаємо рівняння:

Якщо струм при розрахунку зі знаком мінус, то дійсний напрямок струму протилежний вибраному.

Рівняння xF03 °F помножимо на струм I :

xF082.

В лівій частині виразу кожна складова EI — являє собою потужність джерела енергії.

складова являє собою потужність споживача.

Вираз xF082 — це математичне вираження балансу потужності (закон збереження енергії).

Послідовне з'єднання елементів кола Напруги на резисторах при послідовному з'єднанні розподіляються прямо пропорційно їх опорів.

U1=IR1.

U2=IR2.

Згідно другому закону Кірхгофа можна записати:

U=U1+U2.

Паралельне з'єднання елементів кола.

Еквівалентний опір для двох паралельно — з «єднаннях опорів:

Струм в колі:

Формула опору:

Формула чужого опору:

Електричне поле.

— це фізична величина, яка характеризує властивість провідника накопичувати енергію електричного поля.

— залежить від форми, розмірів провідника і середовища, в якому він знаходиться.

Ємність характеризує зв’язок між зарядом і потенціалом провідника.

З'єднання конденсаторів Конденсатором називається сукупність двох провідників, в яких накопичуються заряди, рівні по величині і різні за знаком.

Послідовне з'єднання В результаті електростатичної індукції на конденсаторах будуть однакові заряди. Q1=Q2=Q.

Розподіл напруг Напруги розподіляються обернено пропорційно величині їх ємностей.

Еквівалентна ємність.

Паралельне з'єднання.

Заряди розподіляються прямопропорційно ємності конденсаторів.

Енергія магнітного поля.

Магнітне поле Магнітна індукція — B [Тл].

Магнітний потік — ([Вб]. Повний магнітний потік, який зчеплений з усіма витками контуру чи котушки називається магнітний потоком зчеплення, позначається (=(N [Вб].

B=(H.

Магнітна проникність речовини, яка характеризує магнітні властивості речовини. ([Гн/м].

Індуктивність — це фізична величина, яка характеризує властивість контуру або котушки накопичувати енергію магнітного поля L[Гн], і характеризує зв’язок між магнітним потоком щеплення і струму, який його визвав.

Взаємоіндуктивність — це фізична величина, яка характеризує властивість контурів передавати енергію з одного виду в інший. M[Гн].

Зв’язок між індуктивностями контурів і їх взаємоіндуктивностями виражається.

де К — коефіцієнт зв’язку K=0(1.

ненамагніченний.

Якщо феромагнітний матеріал помістити в зовнішнє магнітне поле, яке поступово збільшувати, то внутрішні магнітні починають орієнтуватися в зовнішньому магнітному полі. При певній величині зовнішнього поля вони будуть повністю зорієнтовані в ньому, наступає режим насичення.

Залежність магнітної індукції від напруження зовнішнього магнітного поля.

З точки 0 до точки BSHC — Матеріал намагнічується до насичення. Якщо струм в катушці зменшувати до 0, то магнітна індукція почне зменшуватись, але через те, що існує магнітне тертя між намагніченими областями матеріалу, вони не встигають повернутись, і відбувається запізнення розмагнічення по зрівнянні зі зміною зовнішнього поля. Це явище називається явищем гістерезіса. B0 — залишкова магнітна індукція, яка визначається внутрішнім магнітним полем областей.

Якщо струм в котушці з 0 збільшувати в протилежну сторону, то матеріал почне розмагнічуватись (з точки B0 до точкиHc). Потім матеріал почне знову намагнічуватись, але в протилежному напрямку (до точкиHC-BS (аналогічно попередньому намагнічення)).

Якщо струм в котушці знову змінити, то розмагнічення-намагнічення матеріалу піде по кривійHC-BS; -B0; HCBS;

Ця петля називається петля гістерезіса, і виражає повний цикл перемагнічення матеріла.