Практическое занятие 2 Методы расчета сложных электрических цепей — 2-х узлов, эквивалентного генератора
Задача занятия: приобрести практические навыки по расчету сложных цепей методом двух узлов, эквивалентного генератора.
План занятия:
1 Повторение основных теоретических положений по теме.
2 Решение задач под руководством преподавателя.
3 Самостоятельная работа студентов по индивидуальным заданиям.
4 Подведение итогов, предварительный контроль.
Контрольные вопросы для подготовки
к практическому занятию 2
1 На чем основан метод 2-х узлов?
2 Каков порядок применения метода 2-х узлов?
3 В каком случае используют метод эквивалентного генератора?
4 Как определяют входное сопротивление двухполюсника?
Примеры практического применения
теоретического материала
1 Определить показание амперметра методом эквивалентного генератора для цепи (рисунок 2.44), если: Е1 = 20 В; Е2 = 10 В; R1 = R2 = R3 = 2 Ом.
|
Рисунок 2.44 |
Решение
Удаляем ветвь с искомым током и сопротивлением R1 из цепи. Закорачиваем все ЭДС и определяем входное сопротивление (рисунок 2.45):
|
Рисунок 2.45 |
Определяем напряжение на зажимах разомкнутой ветви Uаbхх (рисунок 2.46), для чего определяем ток Iхх:
|
Рисунок 2.46 |
Записываем уравнение по второму закону Кирхгофа для контура, проходящего через узлы а и b и ветвь с R2 и Е1:
Ixх R2 + Uаbхх = E1;
Uаbхх = E1 – Iхх R2 = 20 – 2,5×2 = 15 B.
Определяем показание амперметра, т. е. ток I1:
2 Определить показание амперметра методом эквивалентного генератора для электрической цепи (рисунок 2.47), если:
|
Рисунок 2.47 |
Решение
Определяем Zвх относительно узлов а и b:
Определяем
и
(рисунок 2.48):
,
Определяем Uаbxх, используя второй закон Кирхгофа
Рисунок 2.48
Определяем показание амперметра, т. е. ток I:
I = 5 A.
3 Определить токи в ветвях электрической цепи (рисунок 2.49) методом двух узлов, если: E1 = 10 B, E2 = 2 B, J = 3 A, R1 = 10 Ом, R2 = 2 Ом.
|
Рисунок 2.49 |
Решение
Задаем условные положительные направления токов и напряжения между узлами а и b и обозначаем их на схеме.
Определяем напряжение между двумя узлами:
где
,
.
Определяем токи в ветвях согласно формулам:
.
Проверка по первому закону Кирхгофа:
I1 + I2 – J = 0,
6 – 3 – 3 = 0.
Отрицательное значение тока I2 показывает, что его действительное направление противоположно указанному на схеме положительному направлению.
Задачи для самостоятельного решения
1-й уровень
В цепи (рисунок 2.50) определить токи методом двух узлов и проверить методом эквивалентного генератора ток в ветви с сопротивлением R3, если: E1 = 100 B, E2 = 40 B, R1 = 2 Ом, R2 = 1 Ом, R3 = 2 Ом. |
Рисунок 2.50 |
2-й уровень
1 Определить токи в ветвях электрической цепи (рисунок 2.51) если: е1= 141 sinωt B, е2 = 282 sinωt B, L = 10 мГн, ω = 100 рад/с, С = 100 мкФ, R = 10 Ом. (Ответ: I1 = 31,6 A, I2 = 10 A, I13 = 22,7 A.)
|
Рисунок 2.51 |
2 Определить ток в ветви аb (рисунок 2.52) если: Е = 60; R1 = 30 Ом; R2 = 60 Ом; R3 = 15 Ом; R4 = 60 Ом; R5 = 20 Ом. (Ответ: 0,7 А.)
|
Рисунок 2.52 |
3-й уровень
Определить ток в ветви аb (рисунок 2.53), если: R1 = R2 = X1 = X2 = X3 = 10 Ом; E = 100 B. (Ответ: Iаb = 10 А.)
|
Рисунок 2.53 |
