Расчет простых цепей постоянного тока

ТОЭ расчеты

В электротехнике принято считать, что простая цепь – это цепь, которая сводится к цепи с одним источником и одним эквивалентным сопротивлением. Свернуть цепь можно с помощью эквивалентных преобразований последовательного, параллельного и смешанного соединений. Исключением служат цепи, содержащие более сложные соединения звездой и треугольником. Расчет цепей постоянного тока производится с помощью закона Ома и Кирхгофа.  

Пример 1

  Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 50 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов  R₁ = 20 и R₂ = 32 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах.

Так как резисторы подключены последовательно, эквивалентное сопротивление будет равно их сумме. Зная его, воспользуемся законом Ома для полной цепи, чтобы найти ток в цепи. 

Теперь зная ток в цепи, можно определить падения напряжений на каждом из резисторов. 

Проверить правильность решения можно несколькими способами. Например, с помощью закона Кирхгофа, который гласит, что сумма ЭДС в контуре равна сумме напряжений в нем. 

Но с помощью закона Кирхгофа удобно проверять простые цепи, имеющие один контур. Более удобным способом проверки является баланс мощностей.

В цепи должен соблюдаться баланс мощностей, то есть энергия отданная источниками должна быть равна энергии полученной приемниками. 

Мощность источника определяется как произведение ЭДС на ток, а мощность полученная приемником как произведение падения напряжения на ток.

Преимущество проверки балансом мощностей в том, что не нужно составлять сложных громоздких уравнений на основании законов Кирхгофа, достаточно знать ЭДС, напряжения и токи в цепи.

Пример 2

  Общий ток цепи, содержащей два соединенных параллельно резистора R₁=70 Ом и R₂=90 Ом, равен 500 мА. Определить токи в каждом из резисторов.

Два последовательно соединенных резистора ничто иное, как делитель тока. Определить токи, протекающие через каждый резистор можно с помощью формулы делителя, при этом напряжение в цепи нам не нужно знать, потребуется лишь общий ток и сопротивления резисторов. 

Токи в резисторах 

В данном случае удобно проверить задачу с помощью первого закона Кирхгофа, согласно которому сумма токов сходящихся, в узле равна нулю.

Если у вас возникли затруднения, прочтите статью законы Кирхгофа.

Если вы не помните формулу делителя тока, то можно решить задачу другим способом. Для этого необходимо найти напряжение в цепи, которое будет общим для обоих резисторов, так как соединение параллельное. Для того чтобы его найти, нужно сначала рассчитать сопротивление цепи 

А затем напряжение 

Зная напряжения, найдем токи, протекающие через резисторы 

Как видите, токи получились теми же.

Пример 3

  В электрической цепи, изображенной на схеме R₁=50 Ом, R₂=180 Ом, R₃=220 Ом. Найти мощность, выделяемую на резисторе R₁, ток через резистор R₂, напряжение на резисторе R₃, если известно, что напряжение на зажимах цепи 100 В.

Чтобы рассчитать мощность постоянного тока, выделяемую на резисторе R₁, необходимо определить ток I₁, который является общим для всей цепи. Зная напряжение на зажимах и эквивалентное сопротивление цепи, можно его найти.

Эквивалентное сопротивление и ток в цепи 

Отсюда мощность, выделяемая на R₁ 

Ток I₂ определим с помощью формулы делителя тока, учитывая, что ток I₁ для этого делителя является общим 

Так как, напряжение при параллельном соединении резисторов одинаковое, найдем U₃, как напряжение на резисторе R₂ 

Таким образом производится расчет простых цепей постоянного тока.

Простейшая электрическая цепь | Электрикам

Что такое электрическая цепь?

Под электрической цепью понимают совокупность взаимосвязанных элементов, образующих путь для протекания электрического тока. Все процессы в электрической цепи подчинятся законам электротехники. Входящие в состав электрической цепи элементы можно условно разделить на 3 группы: генерирующие устройства, приемные устройства и вспомогательные элементы.

Простейшая электрическая цепь включает в себя следующие основные компоненты (рисунок 1):

1. Источник электрической энергии (Источник тока).
2. Приемник электрической энергии.
3. Соединительные провода.

Также в состав простейшей электрической цепи может входить вспомогательное оборудование, например, замыкающее устройство, измерительные приборы (амперметр, вольтметр и пр.), защитные аппараты (предохранители и пр.).

Рис.1 Простейшая электрическая цепь

Источник электрической энергии, потребители, соединительные провода.

Источник электрической энергии — это устройство преобразующее различные виды энергии в электрическую энергию.

Источником электрической энергии может быть гальванический элемент, аккумулятор, электромеханический или термоэлектрический генератор, фотоэлемент и пр. Все источники электрического тока имеют внутренне сопротивление, но как правило оно мало по сравнению с сопротивлением других элементов цепи. Протекающий в цепи ток может быть как переменным, так и постоянным; его род определяется источником (например, гальванический элемент дает постоянное напряжение, обмотки трансформаторов и генераторов – переменное).

В зависимости от рода тока электрической цепи подразделяют:

• цепи постоянного тока;
• цепи переменного тока.

Потребителями в электрической цепи являются элементы, преобразующие электрическую энергию в механическую энергию, тепло, световое излучение и пр.

Примерами потребителей электроэнергии являются лампы накаливания, электронагревательные приборы, электродвигатели и другие элементы, требующие для работы потребление электрического тока.

Соединяющие элементы провода как правило выполняются из алюминия или меди. Это связано с низким удельным сопротивлением этих металлов – это значит, что потери напряжения в них будут незначительным. К недостаткам медных и алюминиевых проводов относят их существенное нагревание при превышении установленных предельных (максимально допустимых) значений тока и напряжения.

В состав любого электротехнического устройства (телефона, компьютера, телевизора и пр.) входят электрические цепи по которым, при наличии источника, может протекать электрический ток. В зависимости от  элементов используемых в электрической цепи, можно подразделить на:

• линейные или нелинейные цепи;
• пассивные или активные цепи.

Для удобства расчетов и наглядного представления электрических цепей используют электрические схемы. На них все элементы электрической цепи отображены при помощи условных знаков (графических обозначений). Каждый электрический элемент имеет графическое представление, регламентированное ГОСТом, поэтому составленная одним человеком схема, может быть понятна и корректно интерпретирована другим. Иногда представление на электрической схеме одного реального элемента, может быть выполнено совокупностью нескольких стандартных элементов.   Схема электрической цепи, представленной на рисунке 1, приведена на рисунке 2.

Рис.2 Схема простейшей электрической цепи

Протекание электрического тока возможно только в замкнутой электрической цепи.

Основными параметрами работы любого элемента, а также всей электроцепи в целом, являются значения тока, мощности и напряжения. Они определяют так называемый режим работы устройства. Для большинства электрических цепей значения тока и напряжения могут непрерывно меняться в широком диапазоне, следовательно режимов работы может быть бесконечное множество.

#1. Что представлено на изображении?

Схема электрической цепи

Монтажная схема

Электрическая цепь

#2. В чем измеряется удельное сопротивление?

Ом*мм

Ом

Ом*м

#3. Как называется устройство преобразующее различные виды энергии в электрическую энергию?

Соединительные провода

Источник электрической энергии

Приёмник электрической энергии

Завершить

Отлично!

Попытайтесь снова(

18. 09.2020

ТОЭ,Основы тоэ

Электрические цепи постоянного тока

Электрический ток, цепи постоянного тока — Phys111

Электрический ток, цепи постоянного тока — Phys111

• Постоянный ток по сравнению с переменным:
• DC означает постоянный ток.
• Поток постоянного тока непрерывен в одном направлении.

Батарейки

• (AA, AAA, C, D и т. д.) являются простейшей формой постоянного тока.
  текущий
  источник.
• Простая цепь постоянного тока состоит из источника тока (например,
  батарея) и
  одна или несколько «нагрузок» (элементов схемы). Каждая «нагрузка» поглощает
  электрическую энергию, преобразуя ее в какую-либо другую форму энергии, например. а
  лампочка излучает тепловую и световую энергию, электродвигатель выполняет
  механическую работу и выделяет тепло. Каждая «нагрузка» может быть представлена ​​в
  цепь постоянного тока по характеристическому сопротивлению.

• АС
  означает переменный ток.
• Переменный ток, как следует из его названия, «переменный» в направлении.
• В самой простой форме это переменное поведение может быть
  представлены
  синусоидой (или косинусом)
• Электроэнергия, вырабатываемая на электростанциях, представляет собой переменный ток
  источники.
• Электрические розетки в домах и на предприятиях почти
  исключительно
  источники переменного тока.
• Теоретическая трактовка переменного тока значительно
  труднее, чем
  ОКРУГ КОЛУМБИЯ. По этой причине в этом курсе мы ограничиваем наше обсуждение DC
  схемы.

• Резисторы в цепях постоянного тока

Как указано выше, «нагрузки» в цепи могут быть представлены
характеристические сопротивления (резисторы). Эти резисторы могут быть
соединены «последовательно», «параллельно» или в какой-то их комбинации.
Резистор в цепи обозначается символом
Источник тока (батарея) обозначается символом
 

Резисторы последовательно.

При последовательном соединении резисторов проходит одинаковый ток
через каждый резистор. Разность потенциалов (напряжение) на
каждый резистор обычно будет другим; сумма потенциалов
различия в том, что
из р.д. батареи в цепи.

Насколько ток (и мощность), обеспечиваемый батареей,
Что касается трех резисторов в приведенной выше схеме, их можно заменить
эквивалентное сопротивление, р _экв дано,

R _экв = R ₁ + R ₂ + R ₃

Параллельные резисторы.

При параллельном соединении резисторов разность потенциалов
(напряжение) на каждом резисторе одинаково. Ток через
каждый резистор обычно будет другим; сумма токов
равный сетке
ток, обеспечиваемый аккумулятором.

Насколько ток (и мощность), обеспечиваемый батареей,
Что касается трех резисторов в приведенной выше схеме, их можно заменить
эквивалентное сопротивление , R _eq   определяется по формуле,




Комбинированные цепи.

В некоторых схемах резисторы соединены в комбинации
последовательно и параллельно. Например в схеме ниже R ₁
и Р
₂ соединены параллельно друг с другом, как и R ₄
и
Р ₅ . Эквивалентное сопротивление каждого из этих двух
параллельно
комбинаций затем соединяется последовательно с R ₃ .

Прочие цепи.

Существуют некоторые схемы, которые не могут быть сведены к последовательным и/или
параллельные комбинации. Эти цепи могут иметь несколько
батареи, несколько резисторов
и несколько петель, см., например, ниже. Их можно анализировать
к
использование законов Кирхгофа, но это выходит за рамки данного курса.

Что такое цепь постоянного тока? Определение и типы

Определение: Замкнутый путь, по которому течет постоянный ток, называется цепью постоянного тока. Ток течет только в одном направлении и в основном используется в низковольтных приложениях. Резистор является основным компонентом цепи постоянного тока.

На рисунке ниже показана простая цепь постоянного тока, которая содержит источник постоянного тока (аккумулятор), лампу нагрузки, переключатель, соединительные провода и измерительные приборы, такие как амперметр и вольтметр. Нагрузочный резистор подключается последовательно, параллельно или последовательно. -параллельная комбинация согласно требованию.

Типы цепей постоянного тока

Электрические цепи постоянного тока в основном делятся на три группы. Это последовательная цепь постоянного тока, параллельная цепь постоянного тока, а также последовательная и параллельная цепь постоянного тока.

Последовательная цепь постоянного тока

Цепь, в которой есть источник постоянного тока и ряд резисторов, соединенных друг с другом таким образом, что через них протекает одинаковый ток, называется последовательной цепью постоянного тока. На рисунке ниже показана простая последовательная схема. В последовательной цепи резистор R ₁ , R ₂ и R ₃ соединены последовательно при напряжении питания V вольт. Один и тот же ток I протекает через все три резистора. Если V ₁ , V ₂ и V ₃ — падение напряжения на трех резисторах R ₁ , R ₂ и R ₃ соответственно, тогда пусть R будет общим сопротивлением цепи, тогда полное сопротивление = сумма отдельных сопротивлений.

В схеме такого типа все лампы управляются одним выключателем и ими нельзя управлять по отдельности. Чаще всего эта схема применяется для декоративных целей, когда несколько низковольтных ламп соединены последовательно.

Параллельная цепь постоянного тока

Цепь, в которой источник постоянного тока и один конец всех резисторов соединены с общей точкой, а другой конец также соединен с другой общей точкой, так что через них протекает ток, называется параллельной цепью постоянного тока.

На рисунке показана простая параллельная схема. В этой схеме три резистора R ₁ , R ₂ и R ₃ соединены параллельно при напряжении питания V вольт. Ток, протекающий через них, равен I ₁ , I ₂ и I ₃ соответственно. Суммарный ток, потребляемый цепью. Пусть R будет полным или эффективным сопротивлением цепи, тогда величина, обратная общему сопротивлению, = сумма обратной величины отдельного сопротивления.