Линейные цепи постоянного тока Расчет и исследование сложных электрических схем

Законы Кирхгофа

 Законы Кирхгофа устанавливают соотношения между токами и напряжениями в разветвленных электрических цепях произвольного типа.

  Первый закон Кирхгофа вытекает из закона сохранения заряда. Он состоит в том, что алгебраическая сумма токов, сходящихся в любом узле, равна нулю,  (1.29)

где  – число токов, сходящихся в данном узле.

Рис. 1.15

Например, для узла электрической цепи (рис. 1.15) уравнение по первому закону Кирхгофа можно записать в виде

.

В этом уравнении токи, направленные к узлу, приняты положительными.

Метод узловых напряжений При расчёте цепи методом узловых напряжений неизвестными в системе уравнений будут узловые напряжения uk0 (иногда обозначается одним индексом uk), равные разности потенциалов k-го и нулевого (базисного) узлов. Потенциал нулевого узла принимается равным нулю, а номер выбирается произвольно. Число неизвестных и уравнений должно быть равно числу узлов цепи минус единица.

 Второй закон Кирхгофа: алгебраическая сумма падений напряжений на отдельных участках замкнутого контура, произвольно выделенного в сложной разветвленной цепи, равна алгебраической сумме ЭДС в этом контуре

,  (1.30)

где k – число источников ЭДС;  – число ветвей в замкнутом контуре;  – ток и сопротивление -й ветви.

Рис. 1.16

  Так, для замкнутого контура схемы (рис. 1.16)

.

  Замечание о знаках полученного уравнения:

 1) ЭДС положительна, если ее направление совпадает с направлением произвольно выбранного обхода контура;

  2) падение напряжения на резисторе положительно, если направление тока в нем совпадает с направлением обхода.

Генераторы с независимым возбуждением. Характеристики генераторов

Магнитное поле генератора с независимым возбуждением создается током, подаваемым от постороннего источника энергии в обмотку возбуждения полюсов.
Схема генератора с независимым возбуждением показана на рис. 11.6.
Магнитное поле генераторов с независимым возбуждением может создаваться
от постоянных магнитов (рис. 11.7).



Рис. 11.6 Рис. 11.7


Электрическая энергия и электрическая мощность