кількісною мірою їх оцінки за період.
Між амплітудою і діючим значенням для синусоїдальних величин встановлено зв'язок. Якщо i = Isin t, то
,
отже відповідно до визначення I = I /. p> Для діючих значень синусоидально змінюються напруги, е.р.с. і магнітного потоку справедливі аналогічні вирази
U = U /, E = E /, Ф = Ф /.
Якщо говорять про значеннях змінної напруги, е.р.с. або струму, то, як правило, мають на увазі їх діючі значення.
Діапазон напруг і струмів, що використовуються в електротехніці дуже широкий. Зазвичай прилади для вимірювання змінних струмів і напруг градуіруют в діючих значеннях.
У багатьох випадках основні характеристики електротехнічних пристроїв можуть бути отримані і описані за допомогою відомих з курсу фізики інтегральних понять (скалярних величин): струму, електрорушійної сили (е.р.с.), напруги. При такому описі сукупність електротехнічних пристроїв розглядають як електричний ланцюг, що складається з джерел і приймачів електричної енергії, якi характеризуються е.р.с. Е.током I, напругою U. Джерела і приймачі електричної енергії, що є основними елементами електричного кола, з'єднують проводами для забезпечення замкнутого шляху для електричного струму. Для включення і відключення електротехнічних пристроїв застосовують комутаційну апаратуру (вимикачі, рубильники, тумблери). Крім цих елементів у електричну ланцюг можуть включатися електричні прилади для вимірювання струму, напруги, потужності.
Для аналізу кіл змінного струму як правило користуються схемами заміщення складеними з ідеальних елементів: резистивного R, ємнісного C, індуктивного L, джерела е.р.с. E, джерела струму J.
До ідеальним резистивним елементам можуть бути віднесені реостати, більшість електронагрівальних пристроїв; резистори.
До ємнісним віднести конденсатори.
Прикладом індуктивного ідеального елемента електричного кола є індуктивна котушка.
Ідеальним джерелом може служити енергосистема і промислова мережа змінного струму.
Застосування законів Кірхгофа для опису стану електричних ланцюгів.
Основними законами, використовуваними для аналізу і розрахунку електричних ланцюгів, є перший і другий закони Кірхгофа.
Перший закон Кірхгофа є наслідком закону збереження заряду, згідно з яким у будь-якому вузлі заряд одного знака не може ні накопичуватися, ні спадати. Відповідно до першого закону Кірхгофа алгебраїчна сума струмів гілок, що сходяться у вузлі, дорівнює нулю:
При цьому струми, спрямовані від вузла, слід брати зі знаком плюс, а струми, спрямовані до вузла, - зі знаком мінус.
Другий закон Кірхгофа є наслідком закону збереження енергії, в силу якого зміна потенціалу в замкнутому контурі дорівнює нулю. Зміна потенціалу між двома точками ділянки кола характеризується різницею потенціалів, яку можна виміряти вольтметром. У електротехніці різниця потенціалів між двома будь-якими точками ланцюга прийнято називати напругою. Тому згідно з другим законом Кірхгофа алгебраїчна сума напруг всіх ділянок замкнутого контуру дорівнює нулю:
При складанні рівнянь за другим законом Кірхгофа доданки беруть зі знаком плюс у разі, коли напрям обходу контуру збігається з напрямком відповідно напруги, струму або е.р.с., в Інакше беруть зі знаком мінус.
Рекомендується наступний порядок складання рівнянь по законами Кірхгофа: визначають число гілок, вузлів і незалежних контурів, встановлюють число незалежних рівнянь за першим законом Кірхгофа, решта рівняння складають за другим законом Кірхгофа.
Для визначення невідомих струмів в гілках необхідно скласти рівняння за першим другим законом Кірхгофа, кількість яких має бути дорівнює кількості неізвестни4х струмів. За першим законом Кірхгофа можна скласти y-1 незалежних рівнянь, де y- кількість вузлів ланцюга. Використовувати всі y рівнянь неможливо, оскільки одне з них обов'язково буде залежним.
Кількість рівнянь, що складаються за другим законом Кірхгофа, має дорівнювати кількості незалежних контурів. Незалежним називають контур, в який входить хоча б одна нова гілка.
Якщо в результаті вирішення цих рівнянь вийдуть негативні значення струмів, то це означає, що справжні напрямки струмів у гілках ланцюга протилежні тим напрямкам, для яких складалися рівняння.
Метод контурних струмів.
Складну електричну ланцюг, що містить декілька активних і пасивних елементів і має багато вузлів і контурів, розрахувати за допомогою першого і другого законів Кірхгофа буде досить важко, так як буде пов'язано з вирішенням великої кількості рівнянь. Вводячи поняття про контурних токах, можна звести рівняння, складені за законами Кірхгофа, до системи рівнянь, складених лише для незалежних контурів, тобто виключити рівняння, складаються за першим законом Кірхгофа. Завдяки цьому вдається знизити порядок системи рівнянь...
