II. Изучение нового материала Метод узловых потенциалов



Скачать 25.36 Kb.
Дата26.07.2014
Размер25.36 Kb.
ТипДокументы
II. Изучение нового материала
Метод узловых потенциалов
Источник тока характеризуется ЭДС и внутренним сопротивлением. В качестве меры ЭДС действующих источников тока принимают ту разность потенциалов, которая создается им на зажимах разомкнутого источника (генератора) обозначает .

Реальный источник тока удобно представить на электрических схемах в виде 2-х последовательно соединенных элементов (Рис. 1):



  1. Идеального источника тока с ЭДС данного источника, с внутренним сопротивлением равным нулю.

  2. активного сопротивление, равное сопротивлению источника.

Такое представление удобно для расчетов, т.к. разность потенциалов на зажимах источника с внутренним сопротивлением равным нулю, по абсолютной величине не зависит от направления тока и равно ЭДС.

Рис. 1
Между точками 1 и 2 изображена идеальная ЭДС с внутренним сопротивлением равным нулю, а между точками 2 и 3 сопротивление реальной ЭДС. Ток, между точками 1 и 3 может идти справа налево (от 3 к 1) или, наоборот от 1 к 3. Направление тока зависит от того, какие внешние элементы подключены к точкам 1 и 3, чтобы сделать цепь замкнутой. В частности, среди внешних элементов могут быть и источники тока. Рассчитаем разность φ1–φ3, если ток течет от точки 3 к 1. Для этого воспользуемся тождеством φ1–φ31–φ22–φ3 (к выражению φ1–φ2 добавлен нуль: –φ22=0). Между точками 1 и 2 находится идеальный источник, при этом на схемах потенциал точки, подключенной (+) к зажиму всегда выше потенциала точки, подключенный к другому зажиму источника (–) на величину ЭДС, и не зависит от направления тока: φ1–φ2=ε.

Так как ток течет от точки 3 к 2, то потенциал точки 3 больше, чем точки 2, и находится из закона Ома (). φ3–φ2 = I r где I – сила тока цепи. Это позволяет найти искомое выражение: φ1–φ3 = φ1–φ2–(φ3–φ2)=ε–I r

Если ток течет от 1 к 3 то потенциал точки 2 больше потенциала точки 3: φ3–φ2=I r

В этом случае φ1–φ31–φ2+(φ2–φ3) = ε+I r.

Обратим еще раз внимание на то, что φ12, и поэтому по прежнему φ1–φ2 = ε


Пример.

Дана электрическая схема, представленная на рис. 2.1.


Рис. 2.1
Что покажет вольтметр?


Нарисуем эквивалентную схему рис. 2.2

png" name="graphics3" align=bottom width=286 height=281 border=0>

Вольтметр покажет падение напряжение (напряжение) на участке 1 – 2, которая совпадает с разностью потенциалов в точках 1 и 2 (φ1–φ2).

Заметим, что

φ1–φ21–φ33–φ2


φ1–φ21–φ44–φ2

Выберем направление тока.

Вольтметр идеальный и тока не потребляет. Из рис 2.2 видно, что

φ3–φ2=I r2 φ2–φ4=I r1

φ3–φ1=ε φ1–φ4

Поэтому


φ1–φ2= –(φ3–φ1)+(φ3–φ2)= –ε+I r2

φ1–φ2=(φ1–φ4)–(φ2–φ4)=ε–I r1

Следовательноъ

ε–I r1= – ε+I r2

Отсюда получаем, что

2ε=I(r1+ r2)



После чего находим показания вольтметра:



Очень часто электрические цепи бывают разветвленными. Это цепи, в которых имеются точки, где сходятся более двух проводников. Такие точки называют узлами. Участок цепи между двумя узлами называется ветвью электрической цепи. В узловых точках по одним проводникам ток втекает в узел, а по другим проводникам вытекает. Из закона сохранения заряда следует, что количество заряда, ежесекундно втекающего в узел, должно равняться количеству вытекающего из узла зарядов. Следовательно, сумма токов, втекающих в узел, должна равняться сумме токов, вытекающих из него это ничто иное, как первое правило Кирхгофа (, т.е. алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле равна нулю).

Похожие:

II. Изучение нового материала Метод узловых потенциалов iconЭлектромагнитное взаимодействие
Законы или правила Кирхгофа. Делители напряжений и токов. Возможные методы упрощения систем уравнений (метод узловых потенциалов...
II. Изучение нового материала Метод узловых потенциалов icon3 Метод узловых потенциалов
Ома через потенциалы узлов, к которым эти ветви присоединены, при этом автоматически выполняется второй закон Кирхгофа. Потенциал...
II. Изучение нового материала Метод узловых потенциалов iconУрок коллективного изучения материала). Форма урока : коллективное изучение нового материала
Форма урока: коллективное изучение нового материала
II. Изучение нового материала Метод узловых потенциалов iconУрок нового материала Основной метод: диалог, метод погружения, метод создания проблемной ситуации, объяснительно-иллюстративный
Сценарий учебного занятия (классного часа), посвященного дню памяти Кирилла и Мефодия, Дню славянской письменности и культуры
II. Изучение нового материала Метод узловых потенциалов iconКонспект урока темы «Факторы эволюции». Тип урока: изучение нового материала. Вид урока: объяснительный урок. Цель урока: сформировать знания о факторах эволюции как движущих
План конспект урока темы «Факторы эволюции». Тип урока: изучение нового материала
II. Изучение нового материала Метод узловых потенциалов iconКонспект урока темы «Предпосылки возникновения учения Чарльза Дарвина». Тип урока: изучение нового материала. Вид урока: объяснительный урок
Чарльза Дарвина. Тип урока: изучение нового материала. Вид урока: объяснительный урок
II. Изучение нового материала Метод узловых потенциалов icon1. Расчитать токи во всех ветвях электрической цепи методом узловых потенциалов
...
II. Изучение нового материала Метод узловых потенциалов iconТип урока: изучение нового материала с элементами конференции, интегрированный с краеведением, ботаникой, зоологией, физикой
Образовательные: изучение понятия зеркальной симметрий, проведение исследовательской работы по изучению явлений осевой и центральной...
II. Изучение нового материала Метод узловых потенциалов iconКонспект урока темы «Популяция структурная единица вида и эволюции». Тип урока: изучение нового материала. Вид урока: объяснительный урок
План конспект урока темы «Популяция структурная единица вида и эволюции». Тип урока: изучение нового материала
II. Изучение нового материала Метод узловых потенциалов iconТип урока: изучение нового материала. Тема урока: «Кто такие насекомые?»
...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org