Меню

Электрическое напряжение между точками 1 2 электрической цепи это



Напряжение участке электрической цепи

date image2014-02-02
views image10309

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Участок электрической цепи, по которому проходит ток одного и того же значения называют ветвью .

Место соединения трех и более ветвей называют узлом .

Замкнутую электрическую цепь, образованную одной или несколькими ветвями называют контуром .

Под напряжением на некотором участке электрической цепи понимают разность потенциалов между крайними точками этого участка.

На рис. 2.1 изображен участок цепи, содержащий только резистивный элемент, крайние точки которого обозначены буквами a и b. Пусть ток направлен от точки a к точке b (от более высокого потенциала к более низкому).

Следовательно, потенциал точки а ( ) выше потенциала точки b ( ) на значение, равное произведению тока на сопротивление R:

В соответствии с определением напряжение между точками а и b

т. е. напряжение на сопротивлении равно произведению тока, протекающего по резистивному элементу, на значение его сопротивления. Последнее выражение называют законом Ома для участка цепи.

В электротехнике разность потенциалов на концах резистивного элемента (сопротивления) называют либо напряжением на сопротивлении, либо падением напряжения. Положительное направление падения напряжения на каком-либо участке (направление отсчета этого напряжения), указываемое на рисунках стрелкой, совпадает с положительным направлением отсчета тока, протекающего по данному сопротивлению.

Рассмотрим вопрос о напряжении на участке цепи, содержащем не только резистивный элемент, но и ЭДС. На рис. 2.2 показан участок цепи, в которой существует ток . Найдем разность потенциалов (напряжение) между точками a и c для этих участков. По определению,

Выразим потенциал точки а через потенциал точки f. При перемещении от точки f к точке d встречно направлению ЭДС источника Е2 (рис. 2.2) потенциал точки d оказывается ниже (меньше), чем потенциал точки f, на значение ЭДС источника Е2. При перемещении от точки d к точке c согласно направлению ЭДС источника Е1 (рис. 2.2) потенциал точки c оказывается выше (больше), чем потенциал точки d, на значение ЭДС источника Е1. При перемещении от точки c к точке b и далее к точке a потенциал точки a оказывается выше (больше) на величину падения напряжения на резисторах R2 и R1, соответственно, т.е.

Таким образом с учетом вышеизложенного:

Читайте также:  Канальные вентиляторы напряжение питания

напряжение на участке цепи между точками a и f равно:

В общем случае напряжение на участке цепи равно сумме падений напряжения на резистивных элементах цепи и сумме ЭДС источников.

Положительное направление напряжения показывают стрелкой от а к f. Согласно определению , поэтому т.е. изменение чередования (последовательности) индексов равносильно изменению знака этого напряжения.

Законы Кирхгофа

Первый закон Кирхгофа (уравнение электрического состояния для узла) можно сформулировать двояко:

1) алгебраическая сумма токов, входящих в любой узел схемы (рис.2.3,а), равна нулю:

2) сумма токов, входящих в любой узел схемы (рис.2.3,б), равна сумме токов выходящих из этого узла:

Физически первый закон Кирхгофа означает, что движение зарядов в цепи происходит так, что ни в одном из узлов они не скапливаются.

Второй закон Кирхгофа (уравнение электрического состояния контура) также можно сформулировать двояко:

1) алгебраическая сумма падений напряжения в любом замкнутом контуре равна алгебраической сумме ЭДС вдоль того же контура:

(в каждую из сумм соответствующие слагаемые входят со знаком плюс, если они совпадают с направлением обхода контура, и со знаком минус, если они не совпадают с ним);

2) алгебраическая сумма напряжений (не падений напряжения!) вдоль любого замкнутого контура равна нулю:

Напряжения участков цепи включают и падения напряжения на резистивных элементах и напряжения на источниках ЭДС.

Для левого контура схемы рис.2.4

Законы Кирхгофа справедливы для линейных и нелинейных цепей при любом характере изменения во времени токов и напряжений.

Параллельное и последовательное соединение двухполюсников

Последовательное соединение резистивных элементов

Результирующее падение напряжения на цепи (рис. 2.5) из n последовательно включенных резистивных элементов:

В цепи существует общий ток .

Для линейных резистивных элементов:

где эквивалентное сопротивление цепи из n последовательно соединенных резистивных элементов:

Для нелинейных резистивных элементов НЭ1 и НЭ2 результирующая ВАХ эквивалентного резистивного элемента определяется графическим способом (рис. 2.6).

В интересующем диапазоне токов (соответствующем участку ВАХ нелинейного элемента) задаются несколькими значениями токов ( ). Для каждого из выбранных значений тока, например , определяют результирующее напряжение на последовательно включенных элементах:

Читайте также:  Закон ома выполняется при небольшом напряжении между электродами

На уровне каждой из ординат откладывают найденные значения абсцисс . Результирующую ВАХ получают, проводя линию через найденные точки.

Параллельное соединение резистивных элементов

При параллельном соединении двухполюсных элементов (рис. 2.7) на их полюсах будет общее падение напряжения .

Общий ток , для n параллельно включенных двухполюсных элементов

Для линейных двухполюсных элементов ток через k-тый резистивный элемент , где – проводимость k-того резистивного элемента. Таким образом общий ток

где эквивалентная проводимость равна сумме проводимости параллельно включенных двухполюсных элементов.

В частном случае для двух элементов эквивалентная проводимость , или эквивалентное сопротивление

Для нелинейных резистивных элементов НЭ1 и НЭ2 результирующая ВАХ эквивалентного резистивного элемента определяется графическим способом (рис. 2.8).

В интересующем диапазоне напряжений (соответствующем участку ВАХ нелинейного элемента) задаются несколькими значениями напряжений ( ). Для каждого из выбранных значений напряжения, например , определяют результирующий (суммарный) ток через параллельно включенные элементы:

На уровне каждой из абсцисс откладывают найденные значения ординат . Результирующую ВАХ получают проводя линию через найденные точки.

Последовательное и параллельное соединение линейных индуктивных элементов

При последовательном соединении n линейных индуктивных элементов их результирующая индуктивность определяется

При параллельном соединении n линейных индуктивных элементов их результирующая индуктивность определяется

Последовательное и параллельное соединение линейных емкостных элементов

При последовательном соединении n линейных емкостных элементов их результирующая емкость определяется

При параллельном соединении n линейных емкостных элементов их результирующая емкость определяется

Источник

Электрическое напряжение

Электрическое напряжение это

Величина, определяемая отношением работы, совер­шенной при перемещении заряда q между двумя точ­ками поля ( М, Н) к перемещенному заряду, называется элек­трическим напряжением между указанными точками поля (М и H).

Если в однородном электрическом поле положительный пробный заряд q (рис. 2-3) под действием сил поля пере­местится из точки М в точку Н на расстояние l в направлении сил поля, то силами поля будет совершена работа

А = Fl, или, приняв во внимание , работа А = Fl = Е ql. Если величина, определяемая отношением работы, совер­шенной при перемещении заряда q между двумя точ­ками поля ( М, Н) к перемещенному заряду то таким образом, напряжение U = A : q Следовательно, напряжение между двумя точками численно равно работе сил поля при перемещении между этими точками единицы положительного заряда. Применив формулу , можно написать: U = A : q = Eql : q = El Согласно ГОСТ 9867-61 с 1 января 1963 г. в СНГ «при­меняется Международная система единиц СИ (или SI). В этой системе приняты единицы: длины — метр (м),массы — килограмм (кг), времени — секунда (сек), силы — ньютон (н), работы — джоуль (дж), электрического заряда — к у л о н( к) электрического на­пряжения — вольт (в). Как следует из выражения: 1 в = 1 дж : 1 к

Читайте также:  Регулятор напряжения toyota carina

Из выражения (1-3) напряженность электрического поля Е = U : l

откуда единица напряженности поля

[ E] = в : м таким образом, напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метр. Рис. 2-3. Перемещение электрического заряда + q в однородном поле

Напряжение между какой-либо точкой М электричес­кого поля и точкой на поверхности земли называется потенциалом этой точки М поля относительно земли. Потенциал обозначается буквой φ и измеряется так же, как и напряжение, в вольтах.

Потенциал любой точки земли принимают равным нулю. Потенциал произвольной точки поля численно равен работе, совершаемой силами электрического поля при перемещении положительного единичного заряда из этой точки в какую-либо точку на поверхности земли. Если две точки поля, например М и Н, имеют потенциалы φ ми φ н, то при перемещении единичного положительного заряда от первой точки к второй работа, производимая силами. поля,т. е. напряжение между точками М и Н, равна разности потенциалов, т. е. U мн=φ м — φ н При дальнейшем перемещении того же заряда из точки Я до земли работа сил поля будет φ н, а работа, произведенная силами поля при перемещении единичного заряда из точки М до земли, может быть выражена U мн + φ н или, учитывая, можно написать:

Статья на тему Электрическое напряжение

Источник