Телефорум. Дискуссионный клуб

Цепи постоянного тока

Некоторые особенности цепей постоянного тока

   Цепи, у которых ЭДС источников, а также токи и напряжения на всех ее элементах остаются неизменными во времени, называются цепями постоянного тока. Цепи постоянного тока содержат все три параметра: сопротивление, индуктивность и емкость. Однако, при неизменных ЭДС, напряжения на индуктивностях и токи в емкостях равны нулю. В самом деле, при IL = const  и UC = const напряжение  и ток  IC = dU/dt = 0.
   Получается так (рис.2.1), что в цепи постоянного тока все индуктивности закорочены (UL = 0), а ветви с емкостями разомкнуты (IC = 0) и в работе цепи участия не принимают. Поэтому расчетным параметром цепи постоянного тока является только сопротивление R её элементов.

Закон Ома и законы Кирхгофа для цепей постоянного тока


   Закон Ома для любой ветви цепи постоянного тока определяется соотношением, показанным в табл.1.4, поз.1, в котором вместо мгновенных значений u и i используются значения постоянного напряжения U и тока I

 I = U/R или U = IR                               (2.1)

   Величина, обратная сопротивлению, называется проводимостью. Она обозначается как G и измеряется в сименсах (См)

       G = 1/R                                         (2.2)

   Поэтому закон Ома может быть записан и в другой форме

I = UG  или U = I/G                                (2.1a)

   Первый закон Кирхгофа для любого узла цепи постоянного тока записывается аналогично общей формуле (1.1), у которой переменные во времени токи iк заменены на постоянные токи Iк 

 

   Здесь К – число ветвей, подходящих к данному узлу цепи (не менее трех).
Токи, направленные к узлу, будем считать положительными и вводить в уравнение (2.3) со знаком (+), а токи, направленные от узла, – отрицательными и вводить в уравнение со знаком (−).

   Второй закон Кирхгофа для любого контура цепи постоянного тока записывается аналогично формуле (1.2), у которой переменные во времени величины еq и un заменены постоянными величинами Eq и Un. При этом в соответствии с формулой (2.1)

   Как и прежде (глава 1), ЭДС и токи, совпадающие с принятым направлением обхода контура, будем считать положительными и вводить их в уравнение (2.4) со знаком (+), а несовпадающие с обходом контура, − отрицательными и вводить в уравнение со знаком (−).

Мощность цепи постоянного тока


   Энергия электромагнитного поля, вырабатываемая в источниках постоянного тока, преобразуется в приемниках в тепло и другие виды энергии, в том числе и в механическую работу.
   Количество энергии, выделяемой в приемнике с сопротивлением R за время t при протекании тока I, определяется формулой (1.3) и измеряется в джоулях (Дж) .  WT = I 2Rt . Энергия, отнесенная к единице времени, представляет собой мощность приемника и измеряется в ваттах (Вт)

  Мощность приемников измеряется электродинамическими ваттметрами.