Основные характеристики и законы цепи постоянного тока
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
случае, когда внешняя цепь разомкнута. Тогда ток равен нулю, и поэтому нет падения напряжения внутри генератора (Ui = 0). Значит ЭДС можно определить как разность потенциалов на полюсах разомкнутого генератора.
Для измерения ЭДС источника тока нужно подключить к его полюсам вольтметр, а внешнюю цепь отсоединить. В действительности и в этом случае будет измерена не ЭДС, а несколько меньшая величина, так как вольтметр потребляет небольшой ток, создающий некоторую потерю напряжения внутри источника.
Чем больше сопротивление самого вольтметра, тем меньший ток он потребляет, тем меньше падение напряжения внутри источника и тем точнее будет измерена ЭДС.
Чтобы подсчитать ток в замкнутой цепи, надо разделить ЭДС на полное сопротивление цепи, т.е. на сумму внешнего и внутреннего сопротивлений:
I = EI(R + Ri) или I = E/Rобщ.
Это соотношение называется законом Ома для всей цепи. Его широко применяют для расчета электрических цепей и для объяснения многих явлений в них.
Разделение тока при параллельном соединении происходит по следующему закону: сумма токов, вытекающих из точки разветвления, т. е. сумма токов в ветвях, равна полному току, втекающему в точку разветвления:
I = I1 + I2 + I3.
Этот закон называют первым законом Кирхгофа (в честь немецкого физика Г. Р. Кирхгофа).
В точке разветвления не может происходить потери части электронов. Поэтому общее число электронов, проходящих в одну секунду через поперечное сечение всех ветвей, такое же, как и в проводе до точки разветвления. Конечно, и для второй точки разветвления, в которой все токи снова соединяются вместе, справедливо такое же правило: сумма токов, втекающих в точку разветвления, равна току, вытекающему из этой точки.
Такой же закон справедлив и для воды, например, при разветвлении реки на два рукава. Общее количество воды, протекающей в обоих рукавах, всегда равно количеству воды в основном русле, так как в месте разветвления вода не исчезает и ниоткуда дополнительно не прибывает.
Первый закон Кирхгофа является следствием рассмотренного ранее закона постоянства тока в отдельных частях последовательной цепи. Действительно, хотя отдельные ветви соединены между собой параллельно, но все они, вместе взятые, включены в цепь последовательно. Суммарный ток в них должен быть такой же, как и в остальных частях цепи.
Иногда встречаются более сложные цепи, содержащие несколько источников ЭДС. Для расчета сложных цепей существуют различные методы. Наиболее распространенным является метод, в котором используется второй закон Кирхгофа. В самом общем виде этот закон гласит, что во всяком замкнутом контуре алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений. Необходимо брать алгебраическую сумму потому, что ЭДС, действующие навстречу друг другу, или падения напряжения, созданные противоположно направленными токами, имеют разные знаки.
При расчете сложной цепи в большинстве случаев бывают известны сопротивления отдельных участков цепи и ЭДС включенных источников. Чтобы найти токи, следует в соответствии со вторым законом Кирхгофа составить для замкнутых контуров уравнения, в которых токи являются неизвестными величинами. Дополнительно к этим уравнениям надо записать уравнения для точек разветвления, составленные по первому закону Кирхгофа. Решив эту систему уравнений, определим токи. Конечно, расчет более сложных цепей по этому методу получается довольно громоздким, так как приходится решать систему уравнений с большим числом неизвестных.
Однофазные и трехфазные трансформаторы. Автотрансформаторы. Их конструкция, принцип действия, основные параметры
Трансформатором называют электротехническое устройство, служащее для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.
Преобразование напряжения в трансформаторах осуществляется переменным магнитным потоком индуктивно-связанных между собой двух обмоток. Обмотка, подключаемая к источнику электрической энергии, называется первичной, другая обмотка, на которую включена нагрузка - вторичной. Если через трансформатор необходимо осуществить питание двух и более нагрузок с разным напряжением, то выполняется соответствующее число вторичных обмоток.
Для усиления индуктивной (магнитной) связи между обмотками их помещают на ферромагнитный сердечник, называемый магнитопроводом.
По назначению трансформаторы делятся на силовые и специального назначения (измерительные, сварочные, пиктрансформаторы, согласующие и др.).
Силовые трансформаторы бывают однофазные и трехфазные, повышающие и понижающие. По способу охлаждения они делятся на воздушные и масляные
Основными частями трансформатора являются магнитопровод и обмотки. Магнитопровод собирается из тонких изолированных друг от друга листов электротехнической стали. Часть магнитопровода, на которой располагаются обмотки, называют стержнями. Части магнитопровода, замыкающие стержни, называют ярмом.
Однофазные трансформаторы в зависимости от формы магнитопровода и расположения обмоток подразделяются на стержневые и броневые. Сечение стержней у маломощных трансформаторов выполняется прямоугольным, у мощных трансформаторов, для лучшего использования стали,- в виде ступенчатой фигуры, вписанной в окружность витков обмотки.
При ?/p>