ЗАКОНЫ КИРХГОФА. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ДИАГРАММА.

ЛЕКЦИЯ 4. ЗАКОНЫ КИРХГОФА. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ДИАГРАММА.

Электрические цепи классифицируются по:

• роду тока (цепи постоянного тока и цепи переменного тока);
• по способу соединения элементов (неразветвленные и разветвленные цепи);
• по количеству источников электрической энергии (с одним или несколькими источниками);
• по виду ВАХ (линейные и нелинейные цепи).

Характерные участки электрической цепи:

Узел – это точка, в которой соединяются не менее трех проводников, обладающих сопротивлением. (2,5)

Ветвь – участок цепи между двумя узлами. Ветви, не содержащие источников энергии, называются пассивными. Ветви, содержащие источники энергии, называются активными.

Контур – любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям.

Первое правило Кирхгофа (вытекает из закона сохранения заряда): для любого узла электрической цепи алгебраическая сумма токов, втекающих в узел и вытекающих из него равна нулю: S I_i = 0

Понятие алгебраической суммы предполагает учет знаков. Дя учета знаков можно считать все втекающие токи положительными, а вытекающие – отрицательными или наоборот.

Второе правило Кирхгофа (является следствием закона Ома): в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном для электрической цепи, алгебраическая сумма падений напряжений на участках цепи равна алгебраической сумме ЭДС:

S I_iR_i = S e_k

Для того, чтобы записать второе правило Кирхгофа, необходимо сначала выбрать направление обхода контура (по часовой стрелке или против) и указать его на схеме. При записи второго правила Кирхгофа алгебраическая сумма падений напряжений и алгебраическая сумма ЭДС берутся со знаком “+”, если направление обхода контура совпадает с направлениями тока и ЭДС (ЭДС направлена от минуса к плюсу).

Запишем первое и второе правила Кирхгофа для схемы 1:

1. Первый закон Кирхгофа:

2 узел: I₁ + I₂ – I₃ = 0; 5 узел: I₃ – I₁ – I₂ = 0;

2. Второй закон Кирхгофа:

1-2-5-6-1: e₁ + e₂ = I₁ (R₁ + R₂) – I₂R₃

2-3-4-5-2: e₂ + e₃ = -I₃ (R₄ + R₅) – I₂R₃

1-2-3-4-5-6-1: e₁ - e₃ = I₁ (R₁ + R₂) + I₃ (R₄ + R₅)