Лабораторная работа: Расчет линейных цепей постоянного тока
Задание №5
Составить баланс
мощностей в исходной схеме, вычислив суммарную мощность и суммарную мощность
нагрузок (сопротивлений)
Составим баланс мощностей
для данной цепи. Так как в цепи при постоянном токе не может происходить
накопление электромагнитной энергии, поэтому сумма мощностей, расходуемых в
пассивных двухполюсниках, и мощностей, теряемых внутри генераторов должна быть
равна алгебраической сумме мощностей, развиваемых всеми генераторами, то есть
сумме произведений EkIk всех генераторов, действующих в цепи:
Так как в данном задании
сопротивление источника Э.Д.С. равно нулю, то
Найдем суммарную
мощность, вырабатываемую источниками Э.Д.С.
Так как в данной схеме
только два источника, вырабатывающих энергию, то мощность, развиваемая всеми
генераторами, будет равна:
 (т.к. через второй источник э.д.с.
протекает ток I2)
 ( т.к. через второй источник э.д.с.
протекает ток I3)
Найдем суммарную
мощность, поглощаемую резисторами. Так как в данной схеме 6 сопротивлений, то
суммарная поглощаемая мощность будет равна:
 ,
где P1, P2, P3, P4, P5, P6 –
мощности, расходуемые на соответствующих резисторах.
Тогда, подставляя
исходные данные (R1=110 Ом, R2=60 Ом, R3=45 Ом, R4=150
Ом, R5=80 Ом, R6=50 Ом, E1=25
В, E=8 В) и полученные при предыдущих
расчетах токи, при расчете берем следующие значения токов, (I1=0,173 А, I2=0,133 А, I3=0,04
А, I4=0,012 А, I5=0,052 А, I6=0,12
А), получим соответствующие значения мощности:
В схеме потребляется
мощность:
Источники ЭДС доставляют
мощность:
Задание №6
Определить ток I1 в заданной по условию схеме,
используя теорему об активном двухполюснике и эквивалентном генераторе
Представим всю схему в
виде активного двухполюсника, у которого Е=Uadxx, а внутреннее сопротивление генератора равно входному
сопротивлению двухполюсника. Для этого выделим сопротивление R1 и выберем путь от точки a к точке c и применяя закон Ома найдем разность потенциалов (напряжение)
между точками a и c.
Перечертим данную схему,
убрав сопротивление R1:
Так как было исключено
сопротивление R1, то в схеме появились новые
(частичные) токи. Значения которых можно найти, используя метод контурных
токов:
R11I11+R12I22=E11
R21I11+R22I22=E22,
где
Тогда подставляя
полученные значения в систему и решая ее получим следующие значения контурных
токов:
Согласно полученному
результату частичные токи I2=I3=I11, I5=I6=I22. Причем данные токи будут направлены в туже сторону, что и
контурные токи. Найдем напряжение между точками a и с, для этого заземлим точку а, ее потенциал будет равен
нулю, и по методу узловых потенциалов найдем потенциал точки с:
С помощью прямого
преобразования (треугольника в звезду) найдем входное сопротивление
двухполюсника.
Согласно расчетным
формулам преобразования:
Перечертив схему согласно
предыдущим преобразованиям, получим:
Согласно данному чертежу
имеем смешанное соединение проводников, где резисторы R54 и R3, R64 и R2 соединены последовательно, между собой параллельно, а с
резистором R56 последовательно, и их общее
сопротивление равно эквивалентному и входному сопротивлению схемы относительно
точек a и с. Рассчитаем входное сопротивление
относительно точек a и с.
Тогда согласно расчетной
формуле, ток, протекающий через первый резистор, будет равен:
Задание №7
Начертить потенциальную
диаграмму для любого замкнутого контура, включающего обе э.д.с.
Для
того чтобы начертить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура,
включающего обе э.д.с.:
1)
выберем замкнутый контур acba и
заземлим точку b
2) выберем направление
тока в этом контуре и найдем его значение как:
Iобщ. = I =Eобщ./Rобщ. , где
Eобщ.=E=E1+E2
Rобщ.=R=R1+R2+R6
Так как в данном контуре
проводники R1, R2, R6
соединены последовательно, то ток, протекающий через каждый из проводников,
будет равен общему току контура, тогда:
I1=I2=I6= I =0.15 А
Согласно этому найдем
падение напряжения на каждом из участков цепи
|
