|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
5.1 Первый закон Кирхгофа В предыдущем параграфе, мы находили эквивалентное
сопротивление схем, состоящих из нескольких резисторов. Теперь мы посмотрим,
что происходит в таких схемах, когда по ним идёт ток.
Доброго времени суток, скажу я Вам, уважаемый читатель, и доброго времени года! Хорошо, если за окном лето. И весна - хорошо. Да и осень, вроде, ничего. В принципе, и зима замечательна, если у Вас дома есть батарея централизованного отопления и она горячая. Вот так плавно подвёл я тему разговора к теплосети. Вас никогда не мучил вопрос, каким же манером фунициклирует
отопительная система? А меж тем - всё просто! Где-то, не так далеко, есть
котельная. В ней стоит котёл, куча всякой арматуры и теплофикационный
насос. Из котельной выходят две водяные трубы. Вернее сказать, одна -
выходит, а вторая - заходит. Та, что выходит - с горячей водой, а заходит
"обратка" - вода, прошедшая через все батареи и дли-инные трубы
системы, и соответственно, уже не горячая. Впрочем, во всём процессе,
температура нас интересует менее всего. Из котельной выходит толстая чугунная труба, по которой течёт горячая вода, только что нагретая в котле. Эта вода называется "прямой", потому что она течёт в "прямом" направлении - то есть, к потребителю. Она течёт, течёт, и приходит в ТЦ - теплоцентр. В ТЦ, эта толстая чугунная труба разделяется на несколько более тонких труб, которые разводятся по домам. К каждому дому идёт по одной "прямой" трубе. В подвале дома труба снова разделяется - на стояки (вертикальные трубы, проходящие через все этажи дома). К каждому стояку на этажах подключены батареи. Вода проходит последовательно через все батареи и доходит до чердака (уже остывшая), где стояки снова сходятся в одну трубу. По этой трубе, вода спускается с чердака и бежит обратно к ТЦ. Теперь вода уже "обратная", поскольку она прошла через батареи потребителя и возвращается обратно в котельную. В ТЦ трубы от разных домов сходятся в одну толстую "обратку", которая уже прямиком идёт в котельную. В котельной, "обратная" вода подаётся на насос, который под давлением нагнетает её в котёл. Далее, из котла, заново нагретая вода снова течёт в систему. Так завершается круговорот воды в отопительной системе. Как мы увидели, в котельную вернулось ровно столько же воды, сколько и вышло (будем считать, что в системе нигде нет утечек). Из этого можно сделать такие выводы: 1. Сумма потоков воды во всех стояках всех домов равна
потоку в "прямой" трубе и равна потоку в "обратной"
трубе. Иначе говоря, в любом месте системы суммы всех потоков, имеющих
одно направление, будут одинаковыми. А теперь перенесём всё сказанное на электрический ток.
Допустим, в какой то точке соединяется четыре провода. Значит эту точку можно назвать узлом.
По проводам текут токи. Причём, токи I1, I2 втекают в узел, а токи I3, I4 - вытекают из узла. Значит, по 1-му закону Кирхгофа, можно с уверенностью сказать, что: I1+I2 = I3+I4 Теперь, зная любые три тока, легко получить четвёртый, сами догадайтесь как. Но это-то ещё пока просто. Сложности начинаются тогда, когда узел выглядит не как узел, а черт знает как, например:
Сколько проводов сходится в таком узле? Правильно, шесть! При этом узлом является кусок схемы, выделенный красным цветом. Ведь, если подумать, все точки, соединенные красным отрезком, можно "подтянуть" друг к другу и сделать одной точкой, в которой будет сходиться 6 проводов. Вот так всё непросто! Ну ладно, надеюсь, Кирхгофа разрулили. Едем дальше.
Параллельное соединение резисторов в общем виде выглядит так:
Правила расчёта участка схемы с параллельным соединением резисторов:1. Общий ток участка схемы равен входному току этого участка, равен выходному току этого участка и равен сумме токов через резисторы: Iобщ = Iвх =Iвых = I1+ I2+...+ In 2. Напряжения на всех резисторах одинаковы и равны общему: Uобщ = U1 = U2 = ... = Un Следствия:1. Чтобы рассчитать общее напряжение, достаточно знать сопротивление любого одного резистора и силу тока, идущего через него. 2. Общий ток можно рассчитать из общего напряжения и эквивалентного сопротивления всех резисторов данного участка.
Собственно, эта задача настолько хорошо иллюстрирует план расчёта, что мне больше нечего добавить. И всё-таки, попробуем составить методику расчёта участка
с параллельными резисторами.
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
