Консультация № 192625
28.02.2018, 18:42
0.00 руб.
0 3 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Ветвь – это участок цепи между двумя узлами, не содержащий узлов внутри себя. Зачем в
определении нужно каждое из двух упоминаний узлов?

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
01.03.2018, 16:48
общий
это ответ
Здравствуйте, vera.grigoriewa2013!
На заре развития электро-техники не было понятий "Ветвь", "Узел". Были элементы : Источник (батарея, генератор…), потребитель (лампа, резистор, эл-двигатель), коммутационные устройства…
С развитием этой науки цепи стали усложняться, мощности увеличиваться. Чтобы не повредить дорогостоящие элементы и быстрее добиться успеха, оказалось очень полезным проделать предварительный теоретический расчёт схемы - макета будущей реальной цепи.
Персональные компьютеры появились намного позже сложных схем. Поэтому, удачливые инженеры стали придумывать методы, упрощающие расчёт больших схем. Так, например, батарею из 6 химических элементов по 1,5 Вольта каждый, соединённые последовательно, можно для расчёта схемы заменить одним элементом с напряжением 9 Вольт. А батарею конденсаторов или резисторов - соответственно одним конденсатором либо резистором.
Но далее, когда схемы стали со всевозможыми разветвлениями электрического тока, стали придумывать всякие законы Кирхгофа, облегчающие расчёт узлов (точек растекания с более, чем 2 направлениями) и ветвей, определение которых Вы привели в условии Вашей задачи.
И вот теперь, чтобы доказать необходимость в определении каждого из двух упоминаний узлов, применим популярный в математике "метод от противного".

1)Если нарушить первое упоминание "Ветвь - это участок цепи между двумя узлами", то что произойдёт? Фрагмент "участок цепи" - по-другому не трактуется, тут можно только уточнить заменой на "участок электрической цепи".
Фрагмент "между двумя узлами" можно попытаться заменить на "между двумя элементами" (например, 2мя резисторами, соединёнными последовательно). Но ни один опытный инженер не пойдёт на искусственное увеличение количества узлов, если упомянутые 2 элемента без растекающего узла м-ду ними можно для расчёта заменить одним элементом. Ибо каждый новый узел увеличивает трудоёмкость расчёта в геометрической прогрессии!
Заменить фрагмент "между двумя узлами" на "между тремя узлами" тоже нельзя, поскольку нарушается смысл понятия Ветви, в которой не должно быть утечки в сторону. Главный Закон ветви: Сколько тока втекает в один её конец, столько же тока должно вытекать в другой конец.
Таким образом, мы доказали необходимость первого упоминания: "Ветвь - это участок цепи между двумя узлами".

Если отбросить второе упоминание "не содержащий узлов внутри себя", то в какой-то составной ветви AB + BC снова случится утечка в сторону BD и нарушится выше-упомянутый Закон ветви (Ветвь AC уже будет не Ветвь, а 2 ветви). Это приведёт к ошибочному результату в расчёте цепи с применением законов Кирхгофа.
Значит, и второе упоминание в определении узла также необходимо. Надеюсь, я понятно, растолковал?
давно
Академик
20764
1861
01.03.2018, 17:24
общий
Адресаты:
Вообще-то эти термины применил к электротехнике Кирхгоф ещё в 1845 году. Не знаю, в каком состоянии была тогда теория графов. Сейчас это там называется рёбрами и вершинами, но имеет однозначный контекст.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
02.03.2018, 02:25
общий
Адресаты:
Спасибо, я не знал этого или давно забыл. Чутьё какое-то связывает узлы с Кирхгофом. Но сам его метод хоть и помогает многим людям (в основном студентам) делать расчёты, мне представляется каким-то абстрактным. За почти 40 лет трудовой жизни я дорабатывал советские недоделки, разрабатывал и внедрял свою электронику, но при этом обходился без Кирхгофа и его узлов. Закон Ома можно "пощупать" и вообразить в уме, он всегда помогал мне.
Форма ответа