Page 22 - 6850
P. 22
Визначити напругу U АВ В колі (рис. 2.7), якщо: R 1 = 3 Ом; R 2 = 5 Ом;
Е 1 = 20 В; Е 2 = 30 В; І 1 =2 А; І = 3 А.
Розв'язування. Вибравши напрям обходу контура за стрілкою
годинника та врахувавши, що U 1 = І 1R 1 і U 2 = І 2R 2, запишемо
рівняння для нього за другим законом Кірхгофа:
U АВ І 1R 1 +E 1+ І 2R 2 – Е 2= 0.
Для визначення струму І 2 скористаємось першим законом Кірхгофа: І 2 = І
– І 1 = 3–2 = 1 А. Тоді отримаємо: U АВ = І 1R 1 E 1 І 2R 2 +Е 2 = 11 В.
2.2.Баланс потужностей в електричному колі
постійного струму
Із курсу фізики відомо, що робота А по переміщенню додатного заряду
уздовж нерозгалуженої ділянки електричного кола без джерел електричної
енергії за час t визначається виразом:
А=U ∙ I ∙ t, (2.12)
де U та І − відповідно напруга між затискачами і струм зазначеної
ділянки.
Якщо у відповідності 80 закону Ома замінити U через RI одержимо
вираз
2
A=R∙ I∙ t, (2.13)
який експериментально установлено Джоулем і, незалежно від нього Ленцем.
Цей вираз носить назву закону Джоуля − Ленца. Одиницею виміру роботи в
системі СІ є джоуль (Дж), 1 Дж = 1 В·А·с.
Для оцінки енергетичних умов в електричних колах важливо знати, як
швидко виконується робота. Відношенням роботи А до відповідного
проміжку часу t визначають потужність
2
P=A/t=U∙I= R ∙I . (2.14)
Одиницею виміру потужності в системі СІ є ват (Вт), 1 Вт = 1 Дж/с=1 В∙А.
Для повного аналізу стану електричного кола необхідно визначити не
тільки струми та напруги на його елементах, але й потужності джерел та
споживачів енергії. Згідно із законом збереження енергії в електричному
колі, як у замкненій системі електрична енергія, яка генерується
джерелами, дорівнює енергії, яку споживають приймачі. Звідси, як
наслідок, витікає, що в будь якому електричному колі існує баланс
потужностей. Рівняння балансу потужностей має вигляд
P дж P сп (2.15)
Для складання рівняння балансу потуж ностей в електричному
колі постійного струму необхідно вміти обчислювати потужності
джерел енергії та споживачів. Спочатку розглянемо джерело ЕРС.
22
