Практическая работа №3 Расчет простых цепей постоянного тока

Цель работы:

1. Научиться применять законы Ома, законы Кирхгофа;

2. Научиться применять правила расчета при последовательном и параллельном соединении потребителей;

3. Научится составлять баланс мощности и определять расход электрической энергии.

Типовой пример:

рис.1

На рисунке представлена электрическая цепь со смешанными соединением резисторов. Известны значения сопротивлений резисторов R1=3 Ом, R2=10 Ом, R3=15 Ом, R4=lОм, напряжение U=110В и время работы цепи t=10 час. Определить токи, проходящие через каждый резистор, I1, I2, I3,I4, потребляемую мощность цепи Р и расход энергии W. Составить баланс мощности.

Решение:

1. Обозначим стрелками токи, проходящие через каждый резистор с учетом их направления (см. рис.1)

2. Определим общее эквивалентное сопротивление цепи, метод подсчета которого для цепи со смешанным соединением резисторов сводится к последовательному упрощению схемы.

Сопротивления R₂ и R₃ соединены параллельно. Найдем общее сопротивление при таком соединении: ,

Приводя к общему знаменателю получим:

Схема примет вид:

рис.2

Теперь резисторы R₁, R₂₃, R₄, соединены последовательно, их общее

сопротивление R_экв = R₁ + R₂₃ + R₄ = 4 + 6 + l = 10 Ом

Схема примет вид:

рис.3

3. По закону Ома определим ток цепи

4. Найдем токи, проходящие через все резисторы.

Через резистор R₁ проходит ток I₁ = I = 11А. Через резистор R₄ проходит I₄ = I = 11А.

Для определения токов, проходящих через резисторы R₂, R₃, нужно найти напряжение на этом участке: .

По закону Ома для параллельного участка цепи найдем токи:

U₂₃=U₂=U₃; ;

5. Найдем общую мощность цепи: .

6. Определим расход энергии за 10 часов работы:

7. Выполним проверку решения задачи тремя способами:

1. Составим баланс мощности:

1210Вт = 1210Вт →Решено верно.

2. Проверим первый закон Кирхгофа для узлаарис.1:

I = I₂ + I₃ = 6,6 + 4,4 = 11А; 11А = 11А → Решено верно.

3. Проверим второй закон Кирхгофа, обходя контур по часовой стрелке:

110В = 110В →Решено верно.

В вашем варианте достаточно использовать только тот способ проверки, который предусмотрен условием.

Задача:

Цепь постоянного тока со смешанным соединением состоит из четырех резисторов.

В зависимости от варианта заданы: схема цепи (по номеру рисунка), сопротивления резисторов R1, R2, R3, R4, напряжение U, ток I или мощность Р всей цепи.

Определить: Эквивалентное сопротивление цепи R_экв; токи, проходящие через каждый резистор I₁, I₂, I₃, I₄;напряжения на каждом резисторе U₁, U₂, U₃, U₄; мощность цепи; расход электроэнергии W за время работы t= 10 часов. Решение задачи проверить, составив баланс мощности.

Данные для своего варианта взять из таблицы.

	Число десятков шифра
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
номер рисунка	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U, (В)	20			100			40			40
I, (А)		5			2			3
P, (Вт)			50			48			120
	Число единиц шифра
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
R1, (Ом)	3	15	12	6	20	10	30	50	10	4
R2, (Ом)	4	10	2	30	40	15	20	40	11	2
R3, (Ом)	2	4	4	6	30	35	4	60	90	20
R4, (Ом)	3	15	4	20	5	15	2	12	10	5

рис. 1	рис. 2	рис. 3
рис. 4	рис. 5	рис. 6
рис. 7	рис. 8	рис. 9
рис. 10