Лекция 6. Направление эдс, тока, напряжения. Второй закон Кирхгофа.Электрические цепи переменного тока. Характеристики переменного тока

Для однозначного описания процессов в электрической цепи необходимо знать не только значение величин, но и направление этих величин.

За направление тока принято движение положительных зарядов от большего потенциала к меньшему (φ_А>φ_В).

Направление напряжения в элементе электрической цепи совпадает с направлением тока в данном элементе (рис. 6.1).

Направление ЭДС внутри источника – в сторону большего потенциала (рис. 6.2).

ЭДС самоиндукции направлена внутри катушки в сторону большего потенциала (рис. 6.3).

Рис. 6.3 – Направление ЭДС внутри катушки

При указанном направлении ЭДС самоиндукции правило Ленца уже учтено.

. (6.1)

Единица измерения ЭДС: [e] = 1 В.

Второй закон Кирхгофа

Алгебраическая сумма падений напряжений в любом замкнутом контуре численно равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре:

, (6.2)

где – падение напряжения на i-том элементе электрической цепи;n, m – соответственно число элементов и источников замкнутого участка электрической цепи;– ЭДСk-того источника.

Алгебраическая сумма означает, что токи, напряжения, ЭДС (I,U,e) могут браться со знаком «+» или со знаком «–».

Направления обхода контура и токов в ветвях цепи выбирается произвольно.ЭДС и паде­ния напряжения, совпадающие по направлению с направлением обхода, берутся со знаком «+», иначе – со знаком «–».

Рассмотрим замкнутый участок электрической цепи, который представляет часть более сложной электрической схемы (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Замкнутый участок электрической цепи

Согласно выражению (6.2) для рис. (6.3) уравнение имеет вид:

. (6.4)

Электрические цепи переменного тока. Характеристики переменного тока

Электрическая энергия в большинстве случаев производится, распределяется, потребляется в виде электроэнергии переменного тока. В первую очередь это обусловлено тем, что переменный ток легко передавать с одного места в другое.

В цепях переменного тока значение тока, напряжения, ЭДС периодически меняются по гармоническому закону, а сами изменения величин называются гармоническими колебаниями

;, (6.5)

где х– переменная функция, роль которой могут игратьi,u,e, и т.д.;

А – амплитуда колебаний, т.е. максимальное значение колеблющейся величины;

– полная фаза колебаний;

– циклическая частота собственных гармонических колебаний.

Значение А удовлетворяет следующим условиям:

1);

2) так как , то.

Амплитуда определяется первоначальным толчком энергии, который выводит колеблющуюся (энергию) систему из положения равновесия.

Пусть , тогда при, т.е.– фаза колебания в начальный момент времени. Она называется начальной фазой колебания и определяется выбором начала отсчета времени.

Периодом Т называется промежуток времени, за который фаза колебаний изменяется на 2π, размерность периода .

Рассмотрим два момента времени t₁мt₂:

; (6.7)

; (6.8)

. (6.9)

Согласно определению периода

или , (6.10)

Единица циклической частоты: .

Частота ν– число полных колебаний за 1 секунду.

. (6.11)

Единица частоты:.

1 Гц – это частота таких колебаний, при которых за 1 секунду совершается одно полное колебание.

, (6.12)

Таким образом, – физическая величина, численно равная числу полных колебаний за время.

Рис. 6.4. График гармонических колебаний

Целесообразность использования гармонических законов по сравнению с негармоническими обусловлена следующими факторами:

Помогите решить / разобраться (Ф)

Сообщения без ответов | Активные темы | Избранное

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы

магнитные поля — Направление ЭДС индукции и индукционного тока

спросил 5 лет, 10 месяцев назад

Изменено 5 лет, 10 месяцев назад

Просмотрено 8к раз

$\begingroup$

В настоящее время я изучаю закон Ленца в физике и не могу определить направление ЭДС индукции.

Я понимаю, что когда у меня есть магнитное поле, изменяющееся в одном направлении, ток будет индуцироваться в направлении, противодействующем изменяющемуся магнитному полю. Как на это влияет ЭДС индукции? Всегда ли ЭДС индукции имеет то же направление, что и индукционный ток?

Спасибо!

• магнитные поля

$\endgroup$

3

$\begingroup$

ЭДС является скалярной величиной, поскольку она определяется в терминах выполненной работы (скалярной) на единицу положительного заряда.
Само название «электродвижущая сила» не подходит, поскольку использование слова «сила» может подразумевать, что ЭДС имеет направление.

При наличии ЭДС индукции на заряд будет действовать сила, и направление этой силы на положительный заряд даст вам направление индуцированного (условного) тока, если он есть.

$\endgroup$

$\begingroup$

Рассмотрим горизонтальный проводник длиной L, движущийся перпендикулярно однородному магнитному полю B с постоянной скоростью v. Для простоты предположим, что проводник, направление его движения и магнитное поле взаимно перпендикулярны.

Теперь для заряженной частицы, движущейся в магнитном поле, сила, действующая на частицу, определяется как

F = q(v×B)

Теперь электроны в проводнике движутся, как показано, и это создает более низкий потенциал на стороне A, чем на стороне B. (Это на самом деле известно как Эффект Холла )

Вы также можете найти правило правой руки Флеминга.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

домашнее задание и упражнения — Определение направления ЭДС индукции

спросил 3 года, 6 месяцев назад

Изменено 3 месяца назад

Просмотрено 577 раз

$\begingroup$

Как узнать направление ЭДС, индуцируемой в стержне любой длины $l$, вращающемся с угловой скоростью $w$ в области магнитного поля (перпендикулярной плоскости вращающегося стержня) по часовой стрелке?

Это один из тех случаев, когда я должен использовать правило правой или левой руки?

• домашние задания и упражнения
• электромагнитная индукция

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Один из способов найти направление ЭДС или направление тока, если вы должны были сформировать петлю, соединив два конца стержня, — это использовать закон силы Лоренца.