Как найти напряжение приложенное к цепи
Перейти к содержимому

Как найти напряжение приложенное к цепи

  • автор:

Приложенное напряжение и падение напряжения на участке цепи.

Напряжения, действующие в электрических цепях, условно можно разделить на два типа:
приложенное к цепи напряжение;
падение напряжения на участках цепи или на всей цепи.
Приложенное напряжение это напряжение, подведенное к цепи (рис. 1.).

Приложенное напряжение

Рисунок 1. Приложенное напряжение и падение напряжения на участке цепи.

Источник напряжения подключен к цепи, поток электронов перемещается от минуса к плюсу источника напряжения. Если источник напряжения имеет значение напряжения 12 вольт (например, автомобильная аккумуляторная батарея), то приложенное напряжение будет иметь значение так же 12 вольт .
При движении потока электронов по цепи они встречает, как мы знаем, сопротивление. Таким образом, когда электроны проходят через нагрузку (или другие элементы цепи), то они теряют энергию. Та энергия, которую электроны отдали в нагрузку, называется падением напряжения на участке цепи . В основном эта энергия выделяется на нагрузке в виде тепла. Энергия, которая отдается в нагрузку, равна энергии сообщаемой электронам источником напряжения.
Если автомобильный аккумулятор напряжением 12 вольт подключить к автомобильной 12 вольтовой лампе, то приложенное к цепи напряжение будет равно 12 вольт, а падение напряжения на лампе так же будет 12 вольт (рис. 2.). Энергия в объеме 100% потребляется в цепи.

Приложенное напряжение и падение напряжения на участке цепи

Рисунок 2. Пример приложенного напряжения в 12 В и падения напряжения на лампе.

Если к тому же 12-вольтовому автомобильному аккумулятору подключить две соединенные последовательно 6-вольтовые лампочки, то при том же приложенном напряжении в 12 В падение напряжение на лампочках будет по 6 вольт (рис. 3.). В этом случае все равно общее падение напряжение будет 12 вольт.

Приложенное напряжение и падение напряжения на участке цепи

Приложенное напряжение и падение напряжения на участке цепи

В другом случае если взять две лампочки на разное напряжение, к примеру на 9 и 3 вольта, и включить их последовательно в цепь с источником напряжения 12 вольт, то соответственно на 9-ти вольтовой лампочке будет падать 9 вольт, а на 3-х вольтовой 3 вольта (рис. 4.). Как и всегда общее падение напряжения на лампочках равно 12 вольт.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Решение: Определим напряжение приложенное к цепи

Дано: R 1 =3 Ом, R 2 =8 Ом, R 3 = 30 Ом, R 4 =26 Ом, U=100В.

Рис. 1. Цепь постоянного тока.

Определить: Rэкв, I, I 2 , I 3 , P, расход энергии за 50 часов работы. Проверить решение по 1 и 2 законам Кирхгофа.

Определим эквивалентное сопротивление цепи постоянного тока. Для этото необходимо преобразовать параллельное и последовательное сопротивление резисторов:

Зная эквивалентное сопротивление цепи можно определить входной ток цепи:

Далее по второму закону Кирхгофа напишем уравнение для контура с сопротивлениями R 1 и R 2 :

А по первому закону Кирхгофа определим ток :

Проверка: Составим систему уравнений по законам Кирхгофа – так как в цепи 2 узла и 2 замкнутых контура следовательно система будет иметь 3 уравнения:

При решении системы уравнение получим:

Мощность потребления цепи определяется:

Тогда энергия потребляемая за 50 часов равна:

Задача №2

Дано : R 1 =2 Ом, R 2 =2 Ом, XL1=10 Ом, XC1=2 Ом, I=5A.

Рис. 1. Цепь переменного тока.

Определить: U, P , Q, S и построить в масштабе векторную диаграмму. Пояснить ее построение.

Определим напряжение приложенное к цепи:

Определим углы сдвига фаз по знаку:

Так как , то ток отстает от напряжения, что характеризует преобладание индуктивности в цепи.

Определим углы сдвига фаз по величине:

Определим активные и реактивные составляющие тока:

Определим активные и реактивные мощности всей цепи:

Определим полную мощность цепи:

По значениям активной и реактивной составляющих тока строится векторная диаграмма. Для ее построения выберем масштаб по току и по напряжению:

U=5см; I A =3 см; I P =4см.

Построение диаграммы начинаем с вектора напряжения U поэтому вектор напряжения принимаем за базовый и относительно его будем строить вектора токов (см. рис. 2).

Далее необходимо построить вектор тока, который равен геометрической сумме векторов активной и реактивной составляющих:

Рис. 2. Векторная диаграмма цепи переменного тока.

Задача №4

Дано: R=6 Ом, X L =8 Ом, I 1 =22А.

Рис. 1. Принципиальная схема трехфазной цепи нагрузкой включенной способом треугольника.

Определить : Показания остальных приборов. Построить векторную диаграмму (в масштабе). Объяснить ее построение.

Показание вольтметра U 1 характеризует линейное напряжение в сети, показание амперметра I 1 показывает ток в фазе А, а амперметр I 2 – ток в линии между фазой А и С.

Показания между концом и началом при соединении треугольником – это напряжение между линейными проводами. Поэтому при соединении треугольником линейное напряжение равно фазному. А фазный ток определяется по следующему соотношению:

Таким образом, для согласованной нагрузки:

Показание вольтметра можно определить зная фазный ток:

Угол сдвига по фазе , угол положительный, следовательно, ток отстает по фазе от напряжения, что характеризует индуктивный характер сопротивления.

Выберем масштаб по току и по напряжению:

Uф=6,4см; I ф =3,2 см; Uл=11см; I л =5,5 см.

Для построения диаграммы за основу возьмем фазное напряжение, которое смещено на 120 градусов по каждой фазе, далее от этого напряжения на угол в сторону отставания. Также на диаграмме отметим линейные токи, которые равны геометрической разности фазных (рис. 2.).

Рис. 2. Векторная диаграмма трехфазной цепи.

Задача №15

Дано: Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением с полезной мощностью P2 имеет следующие данные: P1=25,4кВт, Iя=100А, Uн=220В, Е=235В, Rв=110 Ом.

Определить: Р2, η, Iв, Rя. Начертить схемы присоединения генератора к нагрузке с описанием назначения всех элементов схемы. Пояснить три причины снижения напряжения генератора при увеличении нагрузки.

Ток в параллельной обмотке возбуждения:

Номинальный ток потребления:

Полезная мощность генератора постоянного тока:

Для определения сопротивления в цепи якоря воспользуемся вторым законом Кирхгофа:

Рис. 1. Схема электродвигателя с параллельным возбуждением.

Генератор с параллельным возбуждением. В этом генераторе (рис. 1) ток обмотки якоря Iя разветвляется во внешнюю цепь нагрузки Rн (ток Iн) и в обмотку возбуждения (ток Iв); ток Iв для машин средней и большой мощности составляет 2—5 % номинального значения тока в обмотке якоря. В машине используется принцип самовозбуждения, при котором обмотка возбуждения получает питание непосредственно от обмотки якоря генератора. Однако самовозбуждение генератора возможно только при выполнении ряда условий.

1. Для начала процесса самовозбуждения генератора необходимо наличие в магнитной цепи машины потока остаточного магнетизма, который индуцирует в обмотке якоря э. д. с. Eост. Эта э. д. с. обеспечивает протекание по цепи «обмотка якоря — обмотка возбуждения» некоторого начального тока.

2. Магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, должен быть направлен согласно с магнитным потоком остаточного магнетизма. В этом случае в процессе самовозбуждения будет нарастать ток возбуждения Iв и, следовательно, магнитный поток Ф машины э. д. с. Е. Это будет продолжаться до тех пор, пока из-за насыщения магнитной цепи машины не прекратится дальнейшее увеличение Ф, а следовательно, Е и Iв. Совпадение по направлению указанных потоков обеспечивается путем правильного присоединения обмотки возбуждения к обмотке якоря. При неправильном ее подключении происходит размагничивание машины (исчезает остаточный магнетизм) и э. д. с. Е уменьшается до нуля.

3. Сопротивление цепи возбуждения RB должно быть меньше некоторого предельного значения, называемого критическим сопротивлением. Поэтому для быстрейшего возбуждения генератора рекомендуется при включении генератора в работу полностью выводить регулировочный реостат Rрв, включенный последовательно с обмоткой возбуждения (см. рис. 122, а). Это условие ограничивает также возможный диапазон регулирования тока возбуждения, а следовательно, и напряжения генератора с параллельным возбуждением. Обычно уменьшать напряжение генератора путем увеличения сопротивления цепи обмотки возбуждения можно лишь до (0,6-0,7) Uном

Вопрос №19

Почему генератор со смешанным возбуждением обеспечивает практически постоянное напряжения на зажимах при изменении нагрузки?

Рис. 1. Схема электродвигателя с смешанным возбуждением.

Наличие на полюсах двигателя двух обмоток позволяет использовать преимущества двигателей параллельного и последовательного возбуждения. Этими преимуществами являются постоянство скорости и большой вращающий момент при пуске двигателя.

Благодаря присутствию параллельной обмотки двигатель со смешанным возбуждением не может пойти в «разнос» при малой нагрузке или отсутствии ее. Обмотки возбуждения могут быть включены так, чтобы их магнитные потоки совпадали по направлению (согласное включение), или так, чтобы потоки были противоположны (встречное включение). При согласном включении обмоток двигатель будет приближаться по свойствам к двигателю с параллельным или последовательным возбуждением, в зависимости от того какая из обмоток будет иметь большую намагничивающую силу. При нагрузке двигателя со встречным включением обмоток магнитный поток последовательной обмотки, увеличиваясь, уменьшает общий магнитный поток двигателя, а скорость двигателя увеличивается.

Регулировка скорости двигателя со смешанным возбуждением выполняется регулировочным реостатом, включенным в цепь параллельной обмотки возбуждения.

Похожие документы:

Цепь переменного тока с активным сопротивлением Рассмотрим цепь (рис, 4,3), в которой к активному сопротивлению (резистору) приложено синусоидальнее напряжение

Документ

. Решение . напряжения, приложенного к этой цепи. Напряжение, приложенное к цепи, равно векторной сумме падений напряжений на конденсаторе и на резисторе: (4.28) Напряжение . цепи. Сдвиг по фазе между током и напряжением данной цепи определяется .

Решение уравнений Максвелла для

Решение

. электронов, ускоренных приложенным к электродам трубки напряжением. Простейшая рентгеновская . предприятия решения по защите информации. В этом решении определяются основные . максимальных значений допускаемых скачков напряжения цепи питания, а ток .

Со времени централизованного производства электрической энергии и передачи ее на большие расстояния цепи переменного тока получили значительно более широкое рас

Документ

. резонансе к приложенному напряжению называется добротностью . цепи. Если в цепи нет С, то Z=r+jxL; при отсутствии в цепи L Z=r-jxC, а еcли цепь . зажимами и 2) когда разноименными. Определим напряжения между зажимами 1 и 3, а . их решения введем следующие .

Трофимова т.и. курс физики

Документ

. на всех участках цепи; действительное направление токов определяется при решении задачи: если искомый . превышает напряжение, приложенное к цепи. Поэтому явление резонанса напряжений используется в технике для усиления колебания напряжения какой .

Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников по специальности 270116 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий» Нижний Тагил

Методические указания

. значение напряжения, приложенного к цепи, Um = 120 В, начальная фаза π/4. Записать выражение мгновенного значения этого напряжения, определить .

Ток и напряжение при параллельном, последовательном и смешанном соединении проводников

Ток и напряжение при параллельном, последовательном и смешанном соединении проводников

Реальные электрические цепи чаще всего включают в себя не один проводник, а несколько проводников, как-то соединенных друг с другом. В самом простом виде электрическая цепь имеет только «вход» и «выход», то есть два вывода для соединения с другими проводниками, через которые заряд (ток) имеет возможность втекать в цепь и из цепи вытекать. При установившемся токе в цепи, значения величин токов на входе и на выходе будут одинаковы.

Если взглянуть на электрическую цепь, включающую в себя несколько разных проводников, и рассмотреть на ней пару точек (вход и выход), то в принципе остальная часть цепи может быть рассмотрена как одиночный резистор (по ее эквивалентному сопротивлению).

При таком подходе говорят, что если ток I – это ток в цепи, а напряжение U – напряжение на выводах, то есть разность электрических потенциалов между точками «входа» и «выхода», то тогда отношение U/I можно рассмотреть как величину эквивалентного сопротивления R цепи целиком.

Если закон Ома выполняется, то эквивалентное сопротивление можно вычислить довольно легко.

Ток и напряжение при последовательном соединении проводников

Ток в последовательной цепи

В простейшем случае, когда два и более проводников объединены друг с другом в последовательную цепь, ток в каждом проводнике окажется одним и тем же, а напряжение между «выходом» и «входом», то есть на выводах всей цепи, будет равным сумме напряжений на составляющих цепь резисторах. И поскольку закон Ома справедлив для любого из резисторов, то можно записать:

Напряжение при последовательном соединении проводников

Итак, для последовательного соединения проводников характерны следующие закономерности:

  • Для нахождения общего сопротивления цепи, сопротивления составляющих цепь проводников складываются;
  • Ток через цепь равен току через любой из проводников, образующих цепь;
  • Напряжение на выводах цепи равно сумме напряжений на каждом из проводников, образующих цепь.

Ток и напряжение при параллельном соединении проводников

Ток при параллельном соединении проводников

При параллельном соединении нескольких проводников друг с другом, напряжение на выводах такой цепи — это напряжение на каждом из проводников, составляющих цепь.

Напряжения на всех проводниках равны между собой и равны напряжению приложенному (U). Ток через всю цепь — на «входе» и «выходе» — равен сумме токов в каждой из ветвей цепи, параллельно объединенных и составляющих данную цепь. Зная, что I = U/R, получаем, что:

Ток и напряжение при параллельном соединении проводников

Итак, для параллельного соединения проводников характерны следующие закономерности:

  • Для нахождения общего сопротивления цепи — складываются обратные величины сопротивлений составляющих цепь проводников;
  • Ток через цепь равен сумме токов через каждый из проводников, образующих цепь;
  • Напряжение на выводах цепи равно напряжению на любом из проводников, образующих цепь.

Эквивалентные схемы простых и сложных (комбинированных) цепей

Эквивалентные схемы простых и сложных (комбинированных) цепей

В большинстве случаев схемы цепей, являясь комбинированным соединением проводников, поддаются пошаговому упрощению.

Группы соединенных последовательно и параллельно частей цепи, заменяют эквивалентными сопротивлениями по приведенному выше принципу, шаг за шагом вычисляя эквивалентные сопротивления кусочков, затем приводя их к одному эквивалентному значению сопротивления всей цепи.

И если сначала схема выглядит довольно запутанной, то будучи упрощенной шаг за шагом, она может быть разбита на меньшие цепочки из последовательно и параллельно соединенных проводников, и так в конце концов сильно упрощена.

Схема моста

Между тем, не все схемы подаются упрощению таким простым путем. Простая с виду схема «моста» из проводников не может быть исследована таким образом. Здесь нужно применять уже несколько правил:

  • Для каждого резистора выполняется закон Ома;
  • В любом узле, то есть в точке схождения двух и более токов, алгебраическая сумма токов равна нулю: сумма токов втекающих в узел, равна сумме токов вытекающих из узла (первое правило Кирхгофа);
  • Сумма напряжений на участках цепи при обходе по любому пути от «входа» до «выхода» равна приложенному к цепи напряжению (второе правило Кирхгофа).

Мостовое соединение проводников

Мостовое соединение проводников

Дабы рассмотреть пример использования приведенных выше правил, рассчитаем цепь, собранную из проводников, объединенных в схему моста. Чтобы вычисления получились не слишком сложными, примем, что некоторые из сопротивлений проводников равны между собой.

Обозначим направления токов I, I1, I2, I3 на пути от «входа» в цепь — к «выходу» из цепи. Видно, что схема симметрична, поэтому токи через одинаковые резисторы одинаковы, поэтому обозначим их одинаковыми символами. В самом деле, если поменять у цепи местами «вход» и «выход», то схема будет неотличима от исходной.

Для каждого узла можно записать уравнения токов, исходя из того, что сумма токов втекающих в узел равна сумме токов вытекающих из узла (закон сохранения электрического заряда), получится два уравнения:

Уравнение токов для узла

Следующим шагом записывают уравнения сумм напряжений для отдельных участков цепи при обходе цепи от входя к выходу различными путями. Так как схема является в данном примере симметричной, то достаточно двух уравнений:

Уравнения сумм напряжений для отдельных участков цепи

В процессе решения системы линейных уравнений, получается формула для нахождения величины тока I между зажимами «входным» и «выходным», исходя из заданного приложенного к цепи напряжения U и сопротивлений проводников:

Формула для нахождения величины тока между зажимами

А для общего эквивалентного сопротивления цепи, исходя из того, что R = U/I, следует формула:

Общее эквивалентное сопротивление цепи

Можно даже проверить правильность решения, например приведя к предельным и к частным случаям величины сопротивлений:

Теперь вы знаете, как находить ток и напряжение при параллельном, последовательном, смешанном, и даже при мостовом соединении проводников, применяя закон Ома и правила Кирхгофа. Эти принципы очень просты, и даже самая сложная электрическая цепь с их помощью в конце концов приводится к элементарному виду путем нескольких несложных математических операций.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Формулы для расчета напряжения в электрических цепях

Когда дело доходит до работы с электрическими цепями, понимание и расчет напряжения имеет важное значение. Но как именно рассчитывается напряжение в цепи? В этой статье мы представим вам ряд формул, которые помогут вам точно и эффективно определить напряжение. Независимо от того, являетесь ли вы любителем электроники или профессионалом в этой области, эти формулы будут вам очень полезны. Продолжайте читать, чтобы узнать, как рассчитать напряжение в электрических цепях!

      • Как вычисляются 4 электрические величины?
      • По какой формуле рассчитывается электрический ток
        • Как рассчитать падение напряжения в цепи
        • Закон Ома
        • Правило делителя напряжения
        • Текущее правило делителя

        Как вычисляются 4 электрические величины?

        Формулы для расчета напряжения в электрических цепях

        В области электричества одной из наиболее важных величин, которую следует учитывать, является электрическое напряжение. Напряжение, также известное как разность потенциалов, — это сила, которая управляет течением тока в электрической цепи. Расчет напряжения необходим для понимания и анализа поведения электрических цепей.

        Существует несколько формул, позволяющих рассчитать напряжение в разных ситуациях. Далее мы подробно опишем наиболее распространенные формулы, используемые при расчете электрического напряжения.

        1. Напряжение в последовательной цепи:
        В последовательной цепи общее напряжение равно сумме отдельных напряжений каждого компонента. То есть, если у нас есть два последовательных резистора R1 и R2, общее напряжение Vt будет равно сумме отдельных напряжений VR1 и VR2. Формула для расчета напряжения в последовательной цепи:

        2. Напряжение в параллельной цепи:
        В параллельной цепи напряжение одинаково на всех компонентах. То есть, если у нас есть два параллельных резистора R1 и R2, общее напряжение Vt будет равно напряжению на любом из отдельных резисторов. Формула для расчета напряжения в параллельной цепи:

        3. Напряжение в смешанной цепи:
        Смешанная схема — это схема, которая содержит как последовательные, так и параллельные компоненты. Для расчета общего напряжения в смешанной цепи необходимо применить приведенные выше формулы и учесть как отдельные напряжения последовательно включенных резисторов, так и напряжение на любом из параллельных резисторов.

        4. Напряжение в RC-цепи:
        В RC-цепи напряжение на резисторе и конденсаторе изменяется в зависимости от времени. Формула для расчета напряжения в RC-цепи:

        Vt = V0 * (1 – e^(-t/RC))

        Где V0 — начальное напряжение, t — время, а RC — постоянная времени цепи.

        Это лишь некоторые из наиболее распространенных формул, используемых для расчета напряжения в электрических цепях.

        По какой формуле рассчитывается электрический ток

        Формулы для расчета напряжения в электрических цепях

        В области электричества важно понимать различные формулы, используемые для расчета напряжения в электрических цепях. Напряжение, также известное как разность потенциалов, измеряется в вольтах и ​​представляет собой величину, определяющую силу, с которой электрический ток протекает через цепь.

        Основной формулой расчета напряжения в электрической цепи является закон Ома. Этот закон гласит, что напряжение равно произведению электрического тока на сопротивление цепи. Математически это можно выразить следующим образом:

        Где V представляет напряжение в вольтах, I — электрический ток в амперах, а R — сопротивление в Омах. Эта формула важна при анализе электрических цепей и позволяет определять напряжение как функцию тока и сопротивления.

        Вы заинтересованы в: Размеры экрана 32 дюйма: все, что вам нужно знать

        Помимо закона Ома, существуют и другие формулы, которые могут пригодиться для расчета напряжения в разных ситуациях. Ниже приведены некоторые из них:

        1. Напряжение в последовательной цепи: В последовательной цепи, где компоненты соединены друг за другом, общее напряжение равно сумме отдельных напряжений каждого компонента. Математически это можно выразить следующим образом:

        В = В1 + В2 + В3 +… + Вн

        Где V — общее напряжение, а V1, V2, V3,… Vn — отдельные напряжения каждого компонента.

        2. Напряжение в параллельной цепи: В параллельной схеме, где компоненты подключены по разным путям, напряжение на всех компонентах одинаково. Математически это можно выразить следующим образом:

        В = V1 = V2 = V3 = … = Vn

        Где V — общее напряжение, а V1, V2, V3,… Vn — отдельные напряжения каждого компонента.

        Это лишь некоторые из наиболее распространенных формул, используемых для расчета напряжения в электрических цепях. Важно помнить, что на практике могут учитываться и другие факторы, например, реактивное сопротивление в цепях переменного тока.

        Как рассчитать падение напряжения в цепи

        Формулы для расчета напряжения в электрических цепях

        При проектировании и анализе электрических цепей важно уметь рассчитывать падение напряжения в различных точках цепи. Падение напряжения – это уменьшение напряжения, которое происходит при протекании тока через компоненты схемы. В этой статье мы рассмотрим различные формулы, используемые для расчета напряжения в электрических цепях.

        Закон Ома

        Закон Ома гласит, что ток, текущий через цепь, прямо пропорционален приложенному напряжению и обратно пропорционален сопротивлению цепи. Этот закон можно выразить формулой:

        Где V представляет напряжение в вольтах, I — ток в амперах, а R — сопротивление в Омах. Эта формула позволяет нам рассчитать напряжение в цепи, если мы знаем силу тока и сопротивление.

        Правило делителя напряжения

        Правило делителя напряжения используется для расчета напряжения в определенной точке цепи при последовательном включении резисторов. Это правило основано на том, что общее напряжение, приложенное к цепи, пропорционально делится между последовательными сопротивлениями. Формула для расчета натяжения в конкретной точке:

        Где Вx – напряжение в конкретной точке, В – общее напряжение, приложенное к цепи, Rx сопротивление в конкретной точке и Rобщий – полное сопротивление цепи.

        Текущее правило делителя

        Правило делителя тока используется для расчета тока в определенной точке цепи, когда резисторы включены параллельно. Это правило основано на том, что общий ток, поступающий в точку разделения, делится пропорционально между резисторами, включенными параллельно. Формула для расчета тока в определенной точке:

        Теперь у вас есть формула для расчета напряжения в электрических цепях! Теперь вы можете произвести впечатление на своих друзей своими знаниями в области электротехники и решить любую проблему с напряжением, как настоящий гений электротехники. Осмелитесь быть самым ярким на вечеринке!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *