RADIOFUN.RU

сайт для радиолюбителей

  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Постоянный ток


1. Постянный ток. Закон Кирхгофа. Закон Ома.
2. Работа и мощность постоянного тока.
3. Переменный ток. Частота, период и амплитуда.
4. Индуктивное сопротивление.

5. Емкостное сопротивление. Полное сопротивление Z.
6. Закон Ома для переменного тока. Резонанс.
7. Реактивная мощность. Электроакустическая единица мощности.
8. Индуктивно связанные цепи. Трансформатор. Автотрансформатор.

Электрическое сопротивление проводника
Сопротивление проводника постоянному току прямо пропорционально длине проводника, удельному сопротивлению его мате­риала и обратно пропорционально его поперечному сечению:

R=ρl/s

где длина l в м, сечение s в мм2, ρ - удельное сопротивление в Ом.мм2/м.


Соединение сопротивлений

Сопротивления могут быть соединены последовательно, параллельно или смешанно.

При последовательном соединении (рис. 3-1) общее сопротивление равняется сумме отдельных сопро­тивлений, т.е.

Ro = R1 + R2 + R3 + …

При параллельном соединении сопротивле­ний (рис. 3-2) для нахождения общего сопротивления R0  пользуются соотношением:

1/R0= 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 (3a)

Величина 1/R, обратная сопротивлению,  называется проводимостью, т.е. в этом случае складывают проводимости.

Если R1 и R2 означают два параллельно соединен­ных сопротивления, то фор­мула (3а) примет вид

R0= R1R2/(R1+R2)


Первый закон Кирхгофа

(или первое правило Кирхгофа, т.к. строго говоря, это не закон, а следствие из закона Ампера)

В каждой узловой точке цепи сумма входящих в нее токов равняется сумме выходящих из нее токов. Первый закон Кирхгофа, примененный, например, к параллельному соединению двух сопротивлений (рис. 3-5), глаcит: общий ток I0 в цепи равен сумме отдельных токов в ветвях I1 и I2 т. е. I0 = I1 + I2. Вообще для любого разветвления I0 =I1 + I2 + I3+…


Токи отдельных ветвей относятся между собой обратно пропорционально их сопротивлениям, т. е. если параллельно соединенные сопротивления обозначить через R1 и R2, а токи в них соответственно через I1 и I2, то:

I1/I2 = R2/R1 (3-6)

Законом разветвления тока приходится практически пользоваться, например, при расчете шунтов к амперметрам.


Закон Ома

Важнейшим законом электротехники является закон Ома. Применительно к участку цепи постоянного тока (рис. 3-6) он формулируется следующим образом: падение напряжения на участке цепи прямо пропорционально сопротивлению этого участка и току, что может быть записано в виде:

U= IR  

где U - напряжение, В; R - сопротивление, Ом, I - ток, А .

Не менее важной является формулировка закона для всей цепи  (рис. З-6, б и в): ток в замкнутой цепи прямо пропорционален ЭДС, действующей в этой цепи, и обратно пропорционален полному сопротивлению цепи. Это может быть записано в следующем виде:

I= Е/(Rвн + Rн)

где  I - ток; Е – ЭДС; R – внутреннее сопротивление источника тока; R - сопротивление нагрузки.


Правила размерностей позволяют производить вычисления по формулам закона Ома при подстановке входя­щих в них величии не только в основных единицах, например:

Напряжение, ЭДС      Ток      Сопротивление

В                                мА      кОм

В                                мкА     Мом

мВ                              мА      Ом


Делитель напряжения

Очень часто в целях пониже­ния напряжения применяют схему делителя (рис. 3-7, а), состоящую из двух сопротивлений (R1 и R2) которые обычно именуют плечами делителя. Согласно закону Ома, напряжения, падающие на плечах делителя, прямо пропорциональны их сопротивлениям:

U2/U1 = R2/R1

а также

U2/U0 = R2/(R1+R2)

откуда выходное напряжение ненагруженного делителя

U2 = R2U0/(R1+R2) (3-9)


Ненагруженным делитель можно считать в случае, когда к нему либо ничего не подключено, либо присоединено сопротивление, во много раз превыщающее сoпpoтивление выходного плеча.

В большинстве случаев, однако, от делителя отбирается заметный ток, соизмеримый с током самого дели­теля, причем соотношение падений напряжения изме­няется. Тогда можно пользоваться теми же формулами, но вместо R2 в них ,надо подставлять результирующее сопротивление параллельного соединения R2 и R

R2n=R2Rn(R2+Rn)

При этом формула (3-9) принимает вид

 U2n = R2U0/(R1+R2n)  (3-9а)


Мостовая схема

В измерительной технике часто применяются соединения по схеме моста.

Эта схема представляет собой параллельное соединение двух пар сопротивлений, соединенных последовательно, так что получаются четыре узловые точки (рис. 3-8, а). К двум противоположным узлам подключается источник тока, а к двум другим (в диагональ моста) - нагрузочное сопротивление,  например измерительный прибор, а при переменном токе - телефон или другой указатель тока.

Представим себе схему мocтa как два параллельно включенных делителя напряжения (рис. 3-8, б). Пусть отношения сопротивлений каждого делителя одинаковы т. е. R1/R2 =R3/R4

Поскольку отношения сопротивлений плеч обоих дели­телей равны, напряжение делится каждым из них тоже в одинаковом отношении. Следовательно, точки А и Б находятся под одинаковым потенциалом, и если между ними подключить измерительный прибор, то он не покажет никакого тока. Мост, как говорят, сбалансирован. Таким образом, условием баланса является равенство отношений R1/R2  и R3/R4.

В таком состоянии моста можно одно из его сопротивлений определить по трем остальным, например

Rx=R2R3/R4 

где через Rх обозначено определяемое R

Этим свойством моста пользуются для определения величины неизвестного сопротивления, которое включают в мост в качестве одного из его плеч, и, подбирая остальные плечи из известных сопротивлений, добиваются баланса. Такое измерение обеспечивает очень высокую точность, ибо оно не зависит от колебаний напряжения и других факторов, одинаково влияющих на работу обоих делителей моста,

В соответствии с тем, какие детали образvют плечи моста, различаются мосты сопротивлений, емкостей, индуктивностей и др.

 
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ...

 

Поиск по сайту