Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. Ну что же мы с вами изучаем теорию цепей постоянного тока и фактически основная задача этой теории найти силу тока в любом участке цепи, если задана величина напряжений, которое подано на различные участки цепи и какие электродвижущие силы действуют в источниках тока. И мы кое-что уже умеем делать...Мы знаем законы Ома, например, закон Ома для замкнутой цепи, мы знаем законы последовательного и параллельного соединения проводников и поэтому мы умеем рассчитывать электрические цепи в некоторых частных случаях, когда ее можно превратить в цепь последовательно и параллельно соединенных участков, и в частности, используя разные частные хитрости, вроде, соединения или разъединения эквипотенциальных точек, но все это еще не полная теория.
А на сегодняшней лекции мы узнаем то, что нам позволит рассчитать любую электрическую цепь любой степени сложности и ограничения будут только в математических возможностях, хотя, математика всего этого это не вычисление интегралов - это простая (элементарная) математика.
И так...о чем же мы с вами будем говорить? Мы с вами будем говорить о правилах Кирхгофа.
Узел - это точка в которой соединяется три и больше проводников.
Стоит отметить, что в любой электрической цепи выполняются два фундаментальных закона природы:
И эти два закона выражаются двумя правилами Кирхгофа - первым и вторым правилами Кирхгофа.
Первое правило Кирхгофа - правило узлов.
Давайте сформулируем строгое определение первого правила Кирхгофа.
- Первое правило Кирхгофа - алгебраическая сумма токов в любом узле равняется нулю. При формулировке первого закона Кирхгофа мы использовали закон сохранения заряда.
Второе правило Кирхгофа - правило контуров.
И давайте сформулируем строгое определение второго правила Кирхгофа.
- Второе правило Кирхгофа - алгебраическая сумма ЭДС в контуре равняется алгебраической сумме падения напряжения на всех участках контура. При формулировании второго закона Кирхгофа мы использовали закон сохранения энергии.
Стоит обратить внимание, что и правило узлов и правило контуров содержит в качестве неизвестных силы тока. В какой степени они входят в уравнения? Они входят в первой степени. Значит, если мы рассмотрим правило узлов и правило контуров при анализе электрической цепи, то мы получим систему линейных алгебраических уравнений. Система линейных алгебраических уравнений, если она правильно составлена, всегда имеет единственный набор решений - единственный набор токов. Т.е пользуясь правилами Кирхгофа мы можем полностью решить основную задачу теории цепей постоянного тока. И единственное, что здесь нужно уметь, нужно уметь грамотно записывать эту самую систему линейных алгебраических уравнений. (СЛАУ). И уж прошу меня мой читатель простить за тавтологию...
Давайте сформулируем правила использования правил Кирхгофа.
- Количество уравнений должно равняться количеству неизвестных.
- Каждое следующее уравнение системы должно включать в себя по крайней мере один элемент, который не был описан в предыдущих уравнениях.
- Положительное направление токов в участках цепи выбирается произвольно.
- Положительно направление обхода контуров выбирается произвольно.
- ЭДС берется со знаком "плюс", если она создает ток, совпадающий по направлению с положительным направлением обхода контура.
И теперь давайте эти правила используем на примере для расчета определенной электрической цепи.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора