С СОПРОТИВЛЕНИЯМИ И ИСТОЧНИКАМИ НАПРЯЖЕНИЯ

Допустим, что на участке цепи, изображенном на рисунке 1.19, а, величина тока i = I задана. Обозначив через R_xи u_xнекоторую часть сопротивления R и соответствующее напряжение относительно зажима 1, получим по аналогии с (1.10) u_x= E - R_xI. Следовательно, зависимость u_x(R_x) представляется прямой линией (рисунок 1.21), причем тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс пропорционален I

,

где m_uи m_R— масштабы, в которых на рисунке 1.21 отложены напряжения и сопротивления.

При переходе через источник ЭДС по направлению, совпадающему с направлением действия ЭДС, потенциал возрастает скачкообразно на величину Е, затем при прохождении через сопротивление R_x(по направлению тока) убывает прямолинейно на величину падения напряжения R_xI. Если не выделять сопротивление R, а рассматривать его как сопротивление источника напряжения, равномерно распределенное внутри самого источника, то график изменения потенциала внутри источника представится в виде прямой линии 0А (рисунок 1.21).

Теперь рассмотрим неразветвленную электрическую цепь постоянного тока, содержащую сопротивления и источники ЭДС (рисунок 1.22, а), и построим для нее график изменения потенциала. Приравняем нулю потенциал одной точки этого контура. Начав обход контура с этой точки, придем к исходному потенциалу. Примерный график распределения потенциала в этом случае показан на рисунке 1.22, б. Следует обратить внимание на то, что при переходе через источник ЭДС в направлении, противоположном ЭДС, потенциал снижается на величину этой ЭДС.

На графике наклон прямых линий одинаков, так как ток во всех сопротивлениях один и тот же (одноконтурная цепь). В случае разветвленной цепи, где токи в ветвях различны, наклон прямых линий графика потенциала неодинаков.

ЗАКОНЫ КИРХГОФА

Основными законами теории цепей, наряду с законом Ома, являются законы баланса токов в разветвлениях (первый закон Кирхгофа) и баланса напряжений на замкнутых участках цепи (второй закон Кирхгофа).

Распределение токов и напряжений в электрических цепях подчиняется законам Кирхгофа, которые должны быть основательно усвоены для отчетливого понимания всех последующих разделов курса.