2020-04-12
612
- Энергия передается от источника тока к потребителям (лампам, электродвигателям, радиоприемникам и т. д.) по проводам. Источник тока, потребители энергии (их может быть, как правило, несколько), соединительные провода и выключатели для включения или выключения потребителей энергии образуют электрическую цепь. Часто в электрическую цепь включают приборы, контролирующие силу тока и напряжение на различных участках цепи, — амперметры и вольтметры. Все элементы электрической цепи определенным образом соединяют между собой. На практике проводники чаще всего соединяют последовательно или параллельно.
Разветвление токов
Очень часто в электрических цепях в одной точке сходятся несколько (больше двух) проводников. Например, при включении вольтметра для измерения напряжения на зажимах лампы (рис. 2.18) в точках 1 и 2 сходятся по три проводника. Такие точки называются точками разветвления или узлами.
Рис. 2.18
На рисунке 2.19 в точке разветвления А сходятся пять проводников. Обозначим силу тока в них I 1, I 2, I 3, I 4 и I 5. Из рисунка видно, что токи I 1, I 2, I 3 направлены к узлу и за произвольный промежуток времени At приносят в этот узел суммарный заряд (I 1 + I 2 + I 3) Δt.
|
|
|
Рис. 2.19
Токи I 4 и I 5 направлены от узла и уносят за это же время заряд (I 4 + I 5) Δt. Полное изменение заряда в узле за промежуток времени Δt равно:
В цепи постоянного тока потенциалы всех точек цепи, а значит, и узлов, должны оставаться неизменными. Следовательно, в этих узлах не могут накапливаться электрические заряды ни положительного, ни отрицательного знака. В частности, для узла А изменение заряда Δq должно равняться нулю для любого интервала времени, т. е.
Рассматривая силу тока как алгебраическую величину, имеющую знак «плюс», если ток подходит к узлу, и знак «минус», если ток направлен от узла, последнее равенство можно записать так:
Если в узле сходятся N токов, то
Это равенство называется первым правилом Кирхгофа: алгебраическая сумма сил токов в проводниках, сходящихся в узле, равна нулю.
