Закон Ома (страница 1)

Закон Ома (страница 1)
Применение закона Ома к расчету линейных электрических цепей постоянного тока

1. Найти ток ветви (рисунок 3), если: U=10 В, Е=20 В, R=5 Ом.

Решение:

Так как все схемы рисунка 3 представляют собой активные ветви, то для определения токов в них используем закон Ома обобщенный закон Ома. Рассмотрим рисунок 3 а: направление ЭДС совпадает с произвольно выбранным условно положительным направлением тока, следовательно, в формуле обобщенного закона Ома величина ЭДС учитывается со знаком «плюс». Направление напряжения не совпадает с направлением тока, и в формуле обобщенного закона Ома величина напряжения учитывается со знаком «минус»;

Аналогично определяются токи в схемах б, в, г рисунка 3: 2. Найти напряжение между зажимами нетвей (рисунок 4).

Решение:

Участок цепи, изображенный на рисунке 4 а содержит источник ЭДС, т.е. является активным, поэтому воспользуемся обобщенным законом Ома:

откуда выразим напряжение на зажимах: Аналогично определяются напряжения на зажимах участков, изображенных на рисунках 4 б и 4 в.

3. Определить неизвестные потенциалы точек участка цени (рисунок 5).

Решение:
Для схемы рисунка 5 а запишем обобщенный закон Ома: откуда выразим напряжение на зажимах ветви: Если представить напряжение как разность потенциалов: тогда при известных параметрах цепи, токе и потенциале определим потенциал : Эту же задачу можно решить другим способом. Напряжение на зажимах источника ЭДС , без учета внутреннего сопротивления источника, по величине равно и направлено от точки с большим потенциалом (точка С) к точке с меньшим потенциалом (точка b): и тогда, зная потенциал , определим потенциал точки С: Потенциал точки d больше потенциала точки С на величину падения напряжения на сопротивлении R: тогда Потенциал точки а определяем с учетом направления напряжения на зажимах источника ЭДС . Напряжение направлено от точки с большим потенциалом (точка d) к точке с меньшим потенциалом (точка а): откуда следует, что или Рассмотрим решение задачи для схемы рисунка 5 б. При известном потенциале точки С, параметрах элементов и токе, определим потенциалы крайних точек участка цепи . Напряжение на участке b - с, выраженное через разность потенциалов, определим по закону Ома: откуда следует Напряжение на участке с - а, равное по величине Е, направлено от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом: 4. В цепи (рисунок 6) известны величины сопротивлений резистивных элементов: , входное напряжение U=100 В и мощность, выделяемая на резистивном элементе с сопротивлением . Определить величину сопротивления резистора .Решение:
Согласно закону Джоуля-Ленца, мощность на резистивном элементе определяется: или, согласно закону Ома: По известному значению мощности на резистивном элементе и величине сопротивления этого элемента определим ток в ветви: По закону Ома напряжение на зажимах определится: тогда величина сопротивления резистивного элемента: 5. Определить показания вольтметров цепи (рисунок 7), если .Решение:
Ток в цепи определим по закону Ома: Вольтметр показывает напряжение на источнике ЭДС Е: Вольтметры показывают величину падения напряжения на резистивных элементах : Вольтметр , показывает напряжение на участке 2 - 1 , которое определим как алгебраическую сумма напряжений : 6. Ток симметричной цепи (рисунок 8) , внутреннее сопротивлении источника ЭДС . Определить ЭДС Е и мощность источника энергии.Решение:
Напряжение на зажимах 1 - 2 определим по закону Ома для пассивной ветви: Величину ЭДС источника энергии определим из выражения закона Ома для активной ветви: Мощность, развиваемая источником энергии, определится:

Смотри полное содержание по представленным решенным задачам.