Любая электрическая цепь при заданной конфигурации и известных параметрах источников энергии и пассивных элементов может быть рассчитана, т. е. определены токи в ветвях, непосредственным применением законов Кирхгофа.
Методика расчета включает следующие этапы:
- 1. Упрощают расчетную схему с помощью преобразований табл. 1.1.
- 2. Наносят на схему известные направления ЭДС и заменяют эквивалентную схему источника тока источником ЭДС (см. раздел 1.4).
- 3. Задаются положительными направлениями неизвестных токов в ветвях. Число токов равно к -ветвям.
- 4. Составляют (л-1) уравнений по первому закону Кирхгофа, где п — число узлов в схеме.
- 5. Составляют т = к~(п-1) уравнений по второму закону Кирхгофа.
- 6. Решают систему из к уравнений относительно неизвестных токов.
Значения токов получаются со знаками «+» и Это означает, что для положительных значений токов выбранное направление тока в ветви совпадает с фактическим. Если знак тока получился отрицательный, то фактическое направление этого тока в ветви направлено навстречу выбранному в качестве положительного.
Если в результате расчета цепи направление тока в источнике электрической энергии совпадает с ЭДС, то это означает, что источник отдает энергию в цепь и работает в режиме генератора (аккумулятор разряжается). Если ток в источнике электрической энергии и его ЭДС направлены навстречу друг другу, то это означает, что источник является электроприемником (аккумулятор заряжается), потребляя электрическую энергию от других источников цепи.
При расчете электрической цепи могут быть заданы лишь некоторые значения ЭДС, токов и резистивных элементов. В этом случае общее число неизвестных величин должно соответствовать возможному числу независимых уравнений, составленных по законам Кирхгофа.
В ряде случаев для расчета электрических цепей с несколькими источниками энергии применяются другие методы расчета, каждый из которых имеет свою область применения.
