Второй закон коммутации

Мгновенные значения тока i_L и напряжения u_L в цепи, содержащей только индуктивность L, подчиняются следующим зависимостям:

где /₀ — ток через катушку индуктивности при / = 0.

В схеме электрической цепи с катушкой индуктивности (рис. 3.3) импульс напряжения повторяет производную изменения тока в масштабе, задаваемом первой формулой (3.2). Если напряжение в цепи задается генератором напряжения, то ток в цепи будет изменяться по второй формуле (3.2).

Электрические цепи с катушкой индуктивности применяются для сглаживания постоянного тока в полосовых фильтрах, трансформаторах напряжения и многих других устройствах.

Первый закон Кирхгофа.

Сумма втекающих и вытекающих токов в узле электрической цепи равна нулю (рис. 3.4):

где п — число проводников, сходящихся в узле.

Направление токов выбирают произвольно; токи, направленные к узлу, берут с одним знаком, например плюс (+), а токи, направленные от узла, — с другим знаком, например минус (-).

Второй закон Кирхгофа. Сумма напряжений участков замкнутого контура электрической цепи и электродвижущей силы (ЭДС) источников тока Е в контуре равняется нулю:

где / — число пассивных (без источников напряжения) участков; т — число источников ЭДС в контуре.

На схеме (рис. 3.5) произвольно выбирают направление обхода контура. Напряжения и ЭДС берут с положительным знаком, если их направление совпадает с направлением обхода контура.

Рис. 3.3. Ток в цепи с катушкой индуктивности.

Рис. 3.4. Ток в узле электрической цепи

Принцип эквивалентного генератора.

Любую сколь угодно сложную цепь можно разбить на генератор (источник тока) Г и нагрузку (приемник тока) Н (рис. 3.6). Причем сумма ЭДС генератора Е_г и напряжения нагрузки U_H равна нулю:

Все перечисленные законы действительны как для импульсных, так и для переменных токов и напряжений. Для описания сложных динамических процессов используют интегральные и дифференциальные уравнения, а также законы взаимодействия спектров сигналов.