Д/З Кратко законспектируйте тему урока. П/Р Собрать Эл. цепь, источник электричества обычная картошка. По желанию приготовить сообщение на тему современные источники информации в робототехнике и попробовать решить одну задачу в конце темы урока. Сканы лекций отправляйте в ЛС!
Сайт учителя Технологии: https://tehnologiya-111.blogspot.com/p/blog-page_18.html
Содержание:
- Электрические цепи
- Элементы электрических цепей
- Классификация электрических цепей Расчет электрических цепей
Эта статья для тех, кто только начинает изучать теорию электрических цепей. Попытаемся объяснить основные понятия и суть вещей, важные для понимания. Итак, добро пожаловать в мир электрических цепей!
Электрические цепи
Электрическая цепь – это совокупность устройств, по которым течет электрический ток.
Рассмотрим самую простую электрическую цепь. Из чего она состоит? В ней есть генератор – источник тока, приемник (например, лампочка или электродвигатель), а также система передачи (провода). Чтобы цепь стала именно цепью, а не набором проводов и батареек, ее элементы должны быть соединены между собой проводниками. Ток может течь только по замкнутой цепи.
Дадим еще одно определение:
Электрическая цепь – это соединенные между собой источник тока, линии передачи и приемник.
Конечно, источник, приемник и провода – самый простой вариант для элементарной электрической цепи. В реальности в разные цепи входит еще множество элементов и вспомогательного оборудования: резисторы, конденсаторы, рубильники, амперметры, вольтметры, выключатели, контактные соединения, трансформаторы и прочее.
Электрическая цепь
По какому фундаментальному признаку можно разделить все цепи электрического тока? По тому же, что и ток! Есть цепи постоянного тока, а есть – переменного. В цепи постоянного тока он не меняет своего направления, полярность источника постоянна. Переменный же ток периодически изменяется во времени как по направлению, так и по величине. Сейчас переменный ток используется повсеместно.
Элементы электрических цепей
Все элементы электрических цепей можно разделить на активные и пассивные. Активные элементы цепи – это те элементы, которые индуцируют ЭДС. К ним относятся источники тока, аккумуляторы, электродвигатели. Пассивные элементы – соединительные провода и электроприемники.
Приемники и источники тока, с точки зрения топологии цепей, являются двухполюсными элементами (двухполюсниками). Для их работы необходимо два полюса, через которые они передают или принимают электрическую энергию. Устройства, по которым ток идет от источника к приемнику, являются четырехполюсниками. Чтобы передать энергию от одного двухполюсника к другому им необходимо минимум 4 контакта, соответственно для приема и передачи.
Резисторы – элементы электрической цепи, которые обладают сопротивлением. Вообще, все элементы реальных цепей, вплоть до самого маленького соединительного провода, имеют сопротивление. Однако в большинстве случаев этим можно пренебречь и при расчете считать элементы электрической цепи идеальными.
Существуют условные обозначения для изображения элементов цепи на схемах.
Кстати, подробнее про силу тока, напряжение, сопротивление и закон Ома для элементов электрической цепи читайте в отдельной статье.
Вольт-амперная характеристика – фундаментальная характеристика элементов цепи. Это зависимость напряжения на зажимах элемента от тока, который проходит через него.
Если вольт-амперная характеристика представляет собой прямую линию, то говорят, что элемент линейный. Цепь, состоящая из линейных элементов – линейная электрическая цепь.
Нелинейная электрическая цепь – такая цепь, сопротивление участков которой зависит от значений и направления токов.
Какие есть способы соединения элементов электрической цепи?
Какой бы сложной ни была схема, элементы в ней соединены либо последовательно, либо параллельно.
При решении задач и анализе схем используют следующие понятия:
Ветвь – такой участок цепи, вдоль которого течет один и тот же ток;
Узел – соединение ветвей цепи;
Контур – последовательность ветвей, которая образует замкнутый путь. При этом один из узлов является как началом, так и концом пути, а другие узлы встречаются в контуре только один раз.
Чтобы понять, что есть что, взглянем на рисунок:
Классификация электрических цепей
По назначению электрические цепи бывают:
- Силовые электрические цепи;
- Электрические цепи управления;
- Электрические цепи измерения.
Силовые цепи предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Именно силовые цепи ведут ток к потребителю. Также цепи разделяют по силе тока в них. Например, если ток в цепи превышает 5 ампер, то цепь силовая. Когда вы щелкаете чайник, включенный в розетку, вы замыкаете силовую электрическую цепь.
Электрические цепи управления не являются силовыми и предназначены для приведения в действие или изменения параметров работы электрических устройств и оборудования. Пример цепи управления – аппаратура контроля, управления и сигнализации.
Электрические цепи измерения предназначены для фиксации изменений параметров работы электрического оборудования.
Расчет электрических цепей
Рассчитать цепь – значит найти все токи в ней.
Существуют разные методы расчета электрических цепей: законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов и другие.
Рассмотрим применение метода контурных токов на примере конкретной цепи.
Сначала выделим контуры и обозначим ток в них. Направление тока можно выбирать произвольно. В нашем случае – по часовой стрелке. Затем для каждого контура составим уравнения по 2 закону Кирхгофа. Уравнения составляются так: Ток контура умножается на сопротивление контура, к полученному выражению добавляются произведения тока других контуров и общих сопротивлений этих контуров. Для нашей схемы:
Полученная система решается с подставкой исходных данных задачи. Токи в ветвях исходной цепи находим как алгебраическую сумму контурных токов
Практическая работа
Задача 1
R1=55 Ом
R2=46 Ом
R3=20 Ом
R4=33 Ом
R5=2.5 Ом
R6=15.4 Ом
R7=3 Ом
Задача 2
Рассчитать эквивалентное сопротивление цепи Rэкв, рассчитать токи I1,I2,I3,I4,I5 и напряжение на каждом резисторе: UR1, UR2, UR3, UR4, UR5, UR6, UR7E=12 В
R1=20 Ом
R2=8 Ом
R3=6 Ом
R4=2 Ом
R5=1 Ом
R6=9 Ом
R7=12 Ом
Задача 3
Лампа накаливания подключена к источнику постоянного напряжения 125 В и потребляет ток 2,7 А. Определите сопротивление лампы накаливания.
Задача 4
К аккумуляторной батарее с ЭДС 42 В подключена лампа накаливания и два параллельно соединенных резистора. Известно, что ток, протекающий в цепи 972мА, а сопротивление лампы накаливания 6,3 Ом. Сопротивление каждого из резисторов в три раза больше, чем сопротивление лампы накаливания. Требуется найти внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи.
Задача 5
Существует схема, в которой семь одинаковых ламп сопротивлением 6,5 Ом через резистор, сопротивлением 2,7 Ом, параллельно подключены к участку цепи постоянного тока с напряжением 14,2 В. Требуется найти падение напряжения на каждой лампе.
Задача 6
Три резистора, сопротивлением 4,7 Ом, 22 Ом и 6,8 Ом подключены параллельно к источнику питания напряжением 13,7 В. Требуется найти силу тока на всех участках цепи.
(у задачи два варианта решения: закон Ома и параллельное соединение резисторов)
Какую бы цепь вам ни понадобилось рассчитать, если постараться всегда можно справится с заданиями. Найдите все токи по правилу Кирхгофа и решите любой пример на переходные процессы в электрических цепях. Получайте удовольствие от учебы вместе с нами!
Комментариев нет:
Отправить комментарий