Практическая работа №3

по дисциплине ОП 03. Теория электрических цепей.

Тема: «Неразветвленные электрические цепи».

Цель работы: Расчет неразветвленных электрических цепей.

Оснащение

Схемы неразветвленных электрических цепей.

Основные теоретические положения

Первый закон Кирхгофа применяется к узлам электрических цепей.

В ветвях, образующих узел электрической цепи, алгебраическая сумма токов равна нулю: Σ I = 0.

Или: сумма токов, направленных к узлу электрической цепи, равна сумме токов, направленных от этого узла.

Второй закон Кирхгофа применяется к контурам электрических цепей:

В контуре электрической цепи алгебраическая сумма напряжений на его ветвях равна нулю: Σ U = 0.

Или: в контуре электрической цепи алгебраическая сумма падений напряжения на пассивных элементах равна алгебраической сумме э.д.с. этого контура. Σ I R = Σ E.

Элементы неразветвленной электрич. цепи соединены между собой последовательно.

Отличительной особенностью последовательного соединения является то, что электрический ток во всех участках цепи один и тот же, а общее сопротивление неразветвленной цепи равно сумме сопротивлений ее участков.

Порядок выполнения работы

Решить задачу по схеме:

Рис.1

Генератор постоянного тока, аккумуляторная батарея и два резистора составляют неразветвленную цепь. Э.д.с. генератора Ег = 120 В, внутреннее сопротивление rг=1 Ом,

э.д.с. батареи Еа = 72 В, внутреннее сопротивление rа=3 Ом, R1 = 16 Ом, R2 = 12 Ом.

Определить ток в цепи, составить баланс мощностей.

Решение. Из схемы видно, что генератор и акк. батарея включены согласно: относительно произвольно выбранного направления обхода цепи обе э.д.с. направлены одинаково.

Эквивалентная э.д.с. цепи Е = Ег + Еа (вычислить )

Эквивалентное внутреннее сопротивление r = rг+ rа (вычислить )

Эквивалентное сопротивление нагрузки R = R1 + R2 (вычислить )

Ток в цепи I = Е/ (R + r) (вычислить )

Для составления баланса мощностей найдем мощность каждого элемента цепи:

Генератора Рг = Ег I (вычислить )

Аккумуляторной батареи Ра = Еа I (вычислить )

Потерь внутри генератора Рог = I ²rг (вычислить )

Потерь внутри аккумуляторной батареи Роа = I ²rа (вычислить )

Потребления в резисторе R1 Р1= I ²R1 (вычислить )

Потребления в резисторе R2 Р2 = I ²R2 (вычислить )

Баланс мощностей (общая мощность источников энергии равна суммарной мощности потребления) Рг + Ра = Рог + Роа + Р1+ Р2 (вычислить )