По первому закону Кирхгофа составляют ( y -1) уравнений.
Второй закон Кирхгофа применяется к контурам электрической цепи. Он формулируется следующим образом: алгебраическая сумма падений напряжений на сопротивлениях контура равна алгебраической сумме ЭДС в контуре:
,
где - падение напряжения на k-м сопротивлении контура;
– k-я ЭДС, входящая в данный контур; m – число ЭДС в контуре; n – число сопротивлений в контуре.
По второму закону Кирхгофа составляется b-(y-1) уравнений.
Закон Джоуля – Ленца: количество тепла, выделяемого током в проводнике, пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока:
Единицей энергии и тепла является джоуль (1 Дж = 1Вт∙с).
Электрическая энергия часто выражается в киловатт-часах (1 кВт∙ч = =3,6.106Дж).
МЕТОДЫ РАСЧЁТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Метод эквивалентных преобразований
Метод заключается в том, что сложная электрическая цепь упрощается после замены последовательно и параллельно соединенных элементов (например, резисторов) эквивалентными соединениями.
Чаще всего встречаются преобразования последовательно и параллельно соединенных элементов. Комбинации последовательного и параллельного соединений представляют собой смешанное соединение.
При выполнении эквивалентных преобразований используются свойства простейших соединений элементов.
Путем эквивалентных преобразований цепи получают неразветвленную цепь, содержащую источник ЭДС и приемник, эквивалентное сопротивление которого получено расчётным путём. По закону Ома для замкнутой (полной) цепи вычисляют ток в неразветвленной части цепи. Затем находят распределение этого тока по отдельным ветвям по закону Ома для участка цепи.
Эквивалентные преобразования последовательного, параллельного, смешанного соединений элементов цепи начинают с конца схемы, противоположного источнику питания.
Свойства последовательного соединения элементов.
а) Последовательное соединение резисторов
1. Эквивалентное (общее) сопротивление цепи равно
сумме сопротивлений элементов (резисторов)
RЭ= R1+ R2.
2. Через все элементы цепи протекает одинаковый ток
I = I1 = I2.
3. Напряжение, приложенное к цепи, равно сумме нап-
ряжений на отдельных участках
Uab = Uac + Ucb.
б) Последовательное соединение конденсаторов
Общая емкость Cобщ батареи конденсаторов при последовательном соединении конденсаторов определяется по формуле
в) Последовательное соединение источников ЭДС
При последовательном соединении гальванических элементов электродвижущая сила (ЭДС) батареи равна сумме ЭДС отдельных элементов.
Такое соединение допускается для элементов, имеющих одинаковые ЭДС и внутренние сопротивления Rвт. Последовательное соединение применяется в случае, когда напряжение потребителя больше ЭДС одного элемента батареи, а ток потребителя не превышает номинального тока элемента.