Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Распределение потенциалов и тока в электрической цепи
Для того чтобы разобраться в прохождении тока по электрическим цепям, надо представить, как распределяются в ней электрические потенциалы. Электрический ток проходит всегда от точек цепи, находящихся под большим потенциалом, к точкам, находящимся под меньшим потенциалом. Если какая-либо точка цепи соединена с землей, то потенциал ее принимается равным нулю; в этом случае потенциалы других точек цепи будут равны напряжениям, действующим между этими точками и землей. Рассмотрим этот вопрос на нескольких конкретных примерах. На рис. 27, а показано распределение потенциалов в последовательной электрической цепи, находящейся под напряжением, при условии, что r1 = r2 = r3. Точка А имеет наибольший положительный потенциал φА, так как она соединена с положительным полюсом источника (сам источник на схеме отсутствует — показаны лишь провода сети, соединяющей его с точками А и Г). Потенциал φБ в точке Б будет меньше, чем в точке А, следовательно, на участке А Б ток идет от точки А к точке Б. Разность потенциалов между точками А и Б равна падению напряжения U1 = Ir1 в резисторе с сопротивлением r1. Это падение напряжения возрастает постепенно по мере перехода от точки А к точке Б, поэтому вдоль резистора с сопротивлением r 1 потенциал также уменьшается постепенно. В точке В потенциал равен нулю. Разность потенциалов между точками Б и В равна падению напряжения U2 = Ir2 в резисторе с сопротивлением r2. Точка Г будет иметь отрицательный потенциал по отношению к точке В (она соединена с отрицательным полюсом источника), поэтому ток I идет от точки В к точке Г. Следует отметить, что при заземлении одной точки электрической цепи распределение токов в ней не изменяется, так как при этом не образуется никаких новых ветвей, по которым могли бы протекать токи. Если заземлить две или большее число точек цепи, имеющих разные потенциалы, то через землю образуются дополнительные токопроводящие ветви и распределение тока в цепи меняется. На рис. 27, б показано распределение потенциалов вдоль последовательной цепи при заземлении точки Г у одного из полюсов источника питания. Как видно из графика, потенциал различных точек цепи по мере приближения к заземленной точке падает, т. е. уменьшается напряжение, действующее между этими точками и землей. По этой причине обмотки возбуждения тяговых двигателей и вспомогательных машин, в которых при резких изменениях тока могут возникать большие перенапряжения, стараются включать в силовую цепь электроподвижного состава ближе к «земле» (за обмоткой якоря). В этом случае на изоляцию этих обмоток будет действовать меньшее напряжение, чем если бы они были включены под более высоким потенциалом (ближе к контактной сети в электровозах постоянного тока или к незаземленному полюсу выпрямительной установки в электровозах переменного тока). Точно так же точки электрической цепи, находящиеся под более высоким потенциалом, являются более опасными для человека, соприкасающегося с токоведущими частями электрических установок. При этом он попадает под более высокое напряжение по отношению к «земле». На рис. 28, а показано распределение потенциалов в последовательной цепи при ее обрыве у точки В. Все точки цепи от точки А до места обрыва будут иметь потенциал точки А (по цепи не идет ток и на резисторах r1, r2 и r3 нет падения напряжения), а от места обрыва до точки Г — нулевой потенциал. Следовательно, соприкосновение человека с точкой В будет в этом случае также опасно, как и с точкой А; точка же Д не будет находиться под напряжением. Рассмотренный пример наглядно показывает, что некоторые точки электрических цепей, которые при нормальных условиях заземлены, могут при обрыве цепи оказаться под высоким напряжением. На рис. 28, б показано распределение токов в последовательной цепи с двумя источниками, имеющими э. д. с. Е1 и E2 параллельно которым включены резисторы с одинаковыми сопротивлениями r1 = r2. При равенстве э. д. с. Е1 и Е2 разности потенциалов между точками Б — В и В — Г (т. е. напряжения UБВ и UВГ) будут равны, поэтому по резисторам будут, протекать одинаковые токи: I1 = I2. Однако, если э. д. с. Е1 по какой-либо причине увеличится, то увеличится потенциал φБ точки Б и напряжение UБB станет больше напряжения UBГ. Ток I1 возрастет и станет больше, чем I2. Если увеличится э. д. с. Е2, то возрастет разность потенциалов между точками В и Г, при этом напряжение UВГ станет больше UБВ, а ток I2 больше I1. На рис. 29 показано распределение токов в цепи с двумя параллельно соединенными источниками. При Е1 = Е2 и r1 = r2 по обеим параллельным ветвям протекают одинаковые токи I1 и I2; потенциалы точек Б и В одинаковы (напряжение между точками Б и В равно нулю) и через резистор r ток протекать не будет. Если э. д. с. Е1 станет больше Е2, потенциал точки Б увеличится. При этом уменьшится разность потенциалов между точками А и Б, а следовательно, и ток I1. Одновременно между точками Б и В появится разность потенциалов и по резистору r начнет протекать ток I от точки Б к точке В. При возрастании э. д. с. Е2 до значения, большего э. д. с. Е1 потенциал точки В станет больше потенциала точки Б, и ток I будет проходить по резистору r от точки В к точке Б (см. штриховую стрелку). Если точки Б и В замкнуть не через резистор, а накоротко, то потенциалы точек Б и В станут равными. Такое соединение называется уравнительным. Рассмотрим прохождение тока по всей цепи, когда Е1 > Е2. Наибольший положительный потенциал имеет точка А; поэтому от этой точки к точкам Б и В текуттоки I1 и I2. Точки Г и В имеют меньший потенциал, чем точка Б, следовательно, от точки Б к точкам В и Г текут токи I и I3. От точки В ток не может идти к точке А, так как она находится под более высоким потенциалом, поэтому от точки В ток I4 идет к точке Г. Таким способом по распределению потенциалов между отдельными точками электрической цепи определяют прохождение тока по сложным электрическим цепям.
Date: 2015-11-13; view: 3083; Нарушение авторских прав |