Данный справочник собран из разных источников.
Но на его создание подтолкнула небольшая книжка "Массовой
радиобиблиотеки" изданная в 1964 году, как перевод книги
О. Кронегера в ГДР в 1061 году. Не смотря на такую ее древность,
она является моей настольной книгой (наряду с несколькими
другими справочниками). Думаю время над такими книгами не
властно, потому что основы физики, электро и радиотехники
(электроники) незыблемы и вечны.
Основные понятия
Соотношение между напряжением U,
током 1 и сопротивлением R
выражается законом Ома:
U = I R , I = U/R , R=U/I
где напряжение выражается в вольтах, ток в
амперах и сопротивление в Омах. Эти единицы
измерения подразумеваются в ходе дальнейшего
изложения.
Единицей напряжения в системе СИ является вольт
(в).
Определение вольта дано
в гл. 1.
Дольные и кратные единицы см. в
Таблице 1
В качестве образцового источника напряжения
пользуются нормальным элементом
(элементом Вестона), э. д. с. которого при температуре 20°
С равна 1,0183 в.
Единица силы тока — ампер (а).
Дольные и кратные единицы ампера см. в
Таблице 1 Работа электрического тока
A = U I t [дж]
A = I2 R t = U2 t /R [дж]
Разделив это выражение на t, получим
электрическую мощность
(мощность электрического
тока):
P = U I [Вт]
Единица мощности ватт
(вт). Дольные и кратные единицы см. в
Таблице 1.
Преобразования:
P = I2 R = U2
/ R;
U = P / I = (P R)1/2;
I = P / U = (P / R)1/2;
R = P / I2 = U2
/ P.
Замкнутая и разветвленная цепи постоянного тока.
Ток в цепи, изображенной на рис. 15,
определяется по формуле
I = E /(Ri + Rн)
Напряжение
U называется напряжением
на зажимах источника:
U = E - IRi = IRн
Определение ампера, принятое в Международной
системе единиц СИ, приведено в
гл. 1.
* Государственными стандартами допускается
наряду с единицей работы джоулем применение
внесистемной единицы работы и энергии ватт-час
(вт • ч). 1 ватт-час (1 вт • ч) —
работа, совершаемая электрическим током
мощностью 1 вт в течение 1 ч.
Учитывая, что электрический ток той же мощности
(1 вт) в течение 1 сек совершает работу в
1 дж, получаем:
1 ватт • ч = 3,6 • 103дж.
В зависимости от величины сопротивления
нагрузки Rн могутиметь место
различные режимы работы.
При коротком замыкании (Rн=0)
I к.з. = I
макс = E / Ri; Uк.з.
= U мин = 0.
При холостом ходе (Rн =∞)
Uх.х. = U макс = E; I х.х. = I мин =
0.
При согласованной нагрузке (Rн=
Ri)
I = Iк.з./2;
U = Uх.х./2;
P = (Uх.х. I
к.з.)/4.
В этом случае
источник (генератор) отдает в нагрузку
максимально возможную мощность.
Рис.15
Рис.16
Рис.17
Сопротивление Rн может
состоять из нескольких сопротивлений.
В цепи из последовательно соединенных
сопротивлений (делитель напряжения) падения
напряжения на сопротивлениях пропорциональны их
величинам:
U1/U2
= R1/R2
Для схемы на рис.16 справедливы следующие
соотношения:
U/U2 =
(R1 + R2) / R2;
U2 = U×R2/(R1
+ R2);
U1 = U×R1/(R1
+ R2).
В цепи из параллельно соединенных
сопротивлений (делитель тока) ток в ветвях прямо
пропорционален проводимостям ветвей или обратно
пропорционален сопротивлениям (рис. 17).
I1/I2
= G1/G2 = R2/R1;
I1 = R2/(R1
+ R2);
I2 = R1/(R1
+ R2).
Для расширения предела измерений вольтметра
(рис. 18) необходимо, последовательно
включаемое, добавочное сопротивление
Rдоб
Рис.18
где:
Un—
первоначальный верхний предел напряжения,
измеряемого прибором (вольтметром); Rн — сопротивление прибора (вольтметра)
при этом пределе измеряемого напряжения; Uизм — новый (больший) предел
измеряемого напряжения n— коэффициент
умножения при переходе к новой шкале.
Для расширения предела измерения амперметра
(Рис.19) необходимо шунтирующее сопротивление,
включенное параллельно амперметру
(шунт)
Iш / Iп
= Rп / Rш;
Iп = I (Rш/Rп
+ Rш);
Rш = Rп
/ ( I/Iп -1);
I /Iп = n;
Rш = Rп/
(n-1/)
где:
n — коэффициент умножения при
переходе к новой (большей) шкале тока.
Сопротивление вольтметра Raопределяется следующим образом (рис.
20). Подключают вольтметр к источнику
напряженияЕи замечают
показание вольтметра. Затем включают
последовательно с вольтметром переменное
сопротивление R и подбирают его
величину так, чтобы напряжение, показываемое
вольтметром, уменьшилось в 2 раза по
сравнению с первоначальным. При этом:
R = Rв
Сопротивление R
следует предварительно проградуировать.
Рис.19
Рис.20
Внутреннее сопротивление источника
должно быть во много раз меньше, чем
сопротивление RB.
На этом же принципе основывается определение
величины сопротивления с помощью вольтметра.
В этом случае вместо переменного
сопротивления R в цепь включают
неизвестное сопротивление Rx.
Известными должны быть напряжение U
на зажимах источника,
сопротивление вольтметра Rs и
падение напряжения UB на
вольтметре при включенном в цепь
сопротивлении Rx. Тогда
При неизменном напряжении на зажимах
источника шкалу измерительного прибора
(вольтметра) можно проградуировать в Омах.
Закон Кирхгофа
Расчет напряжений и токов в разветвленных
цепях является довольно сложным делом. Как
правило, его производят на основе законов
Кирхгофа. Однако часто требуется определить
лишь одну какую-нибудь величину, и в этом
случае для расчета целесообразно
пользоваться теорией двухполюсников (методом
эквивалентного генератора). Первый закон Кирхгофа: сумма всех
токов, приходящих к узлу электрической цепи,
равна сумме всех токов, уходящих из этого
узла.
Примером может служить "электрическая цепь
из двух параллельно соединенных
сопротивлений, в которой ток /, приходящий к
узлу, равен сумме токов в обеих ветвях (рис.
17):
I = I1 +I2
Второй закон Кирхгофа: в
замкнутой электрической цепи сумма э. д. с.
равна сумме падений напряжений на
сопротивлениях цепи (рис. 16):
U = U1 +U2
Рис.21
Рис.22
Применение метода эквивалентного
генератора требует известного навыка.
Порядок расчета мы объясним на следующем
примере. Допустим требуется определить ток
Ix в ветви с сопротивлением R5 (рис.
21).
Для решения задачи необходимо выполнить
следующие операции: 1. Исключают (выбрасывают) из схемы
то сопротивление, ток в котором или падение
напряжения на котором требуется определить.
Для удобства перечерчивают схему, обозначив
буквами A и В те ее точки, к
которым было присоединено выброшенное
сопротивление (рис. 22).
2. Определяют сопротивление
полученной цепи между точками А и
В.
Рис.23
При этом мысленно замыкают накоротко все
источники э. д. с. (Е), имеющиеся в цепи
(рис. 23), но оставляют в схеме цепи
внутренние сопротивления этих источников.
Найденное сопротивление можно рассматривать
как внутреннее эквивалентного генератора),
который мыслят подключенным к зажимам А
и В.
3. Определяют напряжение холостого
хода Uxx, которое существует между
зажимами А и В, при включенных
источниках а. д. с. Е (рис. 24).
Величина Uxx рассчитывается с помощью
обоих законов Кирхгофа.
Напряжение Uxx можно рассматривать
как э. д. с. эквивалентного генератора.
4. Определив параметры Uxx u Ra
эквивалентного генератора, можно рассчитать
искомый ток Ix по закону Ома для полной цепи
(рис. 25):
Ix = Ux.x./
(R0 + R5)
5. Если исключают из схемы (см. п. 1)
такую часть ветви цепи, сопротивление
которой равно нулю, то величина тока в ветви
(см. п. 4) определяется по формуле
I = Ux.x. / R0
При расчете многоконтурных цепей часто
бывает выгодно заменить сопротивления,
соединенные треугольником, сопротивлениями,
соединенными в виде звезды, или наоборот
(таким образом, чтобы токи в остальных
ветвях цепи остались неизменными).
Такое преобразование показано на рис. 26.
Основные понятия,Сопротивление в цепи переменного тока,
Конденсатор в цепи переменного тока, Индуктивность в цепи переменного
тока, Мощность переменного тока
РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В СВОБОДНОМ
ПРОСТРАНСТВЕ - Общие положения, ИОНОСФЕРА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА
РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН, Преломление и отражение радиоволн в
ионосфере, Особенности распространения
сверхдлинных и длинных волн, Особенности распространения средних
волн, Особенности распространения коротких
волн, РАСПРОСТРАНЕНИЕ УЛЬТРАКОРОТКИХ ВОЛН В
ПРИЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ, Распространения радиоволн над
поверхностью земли, дальний прием
При полном или частичном использованииматериалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна. Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через
гостевую книгу или почтой.
