Практическая работа №4 Расчет сложных цепей постоянного тока
Цель работы:
Научиться применять законы Ома, законы Кирхгофа;
Научиться применять метод узловых потенциалов для расчета сложных электрических цепей постоянного тока.
Научиться применять метод контурных токов для расчета сложных электрических цепей постоянного тока;
Типовой пример:
|
Дано: |
|
E1 =120 В; E2 =220 В; E3 =150 В;
|
R1 = 4 Ом; R2 = 2 Ом; R3 = 1 Ом; R4 = 5 Ом |
|
Определить: I1, I2, I3, I4. |
||
Решение:
1. Метод узловых потенциалов:
|
1.1. Определяем проводимости ветвей: g1=1/R1 =1/4 = 0,25 См; g2=1/R2 =1/2 = 0, 5 См; g3=1/R3 =1/1 = 1 См; g4=1/R4 =1/5 = 0,2 См;
|
1.2. Определяем узловое напряжение:
1.3.
Определяем токи в ветвях:
I1 = (E1 – UAB) ∙ g1 = (120 – (–5)) ∙ 0,25 = 31,3 А;
I2 = (E2 – UAB) ∙ g2 = (220 – (–5)) ∙ 0,5 = 112,6 А;
I3 = (–E3 – UAB) ∙ g3 = (–150 – (–5)) ∙ 1 = –145 А;
I4 = – UAB ∙ g4 = – (–5) ∙ 0,2 = 1 А.
1.4. Проверка по 1 закону Кирхгофа:
I1 + I2 + I3 + I4 = 31,3 + 112,6 – 145 + 1 ≈ 0.
2. Метод контурных токов:
|
II, III, IIII – контурные токи;
Действительные токи: I1 = II; I2 = III – II; I3 = IIII; I4 = IIII – III |
2.1. Определяем контурные токи:
–130 = 19∙(0,4∙IIII – 26,7) –5∙IIII;
–130 = 7,6∙IIII – 507,3 –5∙IIII;
377,3 = 2,6∙IIII ;
IIII =377,3 / 2,6 =145 A; II = 0,4∙145 – 26,7 = 31,3A; III = 3∙31,3 + 50 = 143,9A.
2.2. Определяем действительные токи:
I1 = II =31,3 А; I2 = III – II = 143,9 – 31,3 = 112,6 А;
I3 = IIII = 145А; I4 = IIII – III = 143,9 – 145 = –1,1А.
3. Составляем баланс мощности:
E1∙I1+ E2∙I2+ E3∙I3 = I12∙R1+ I22∙R2+ I32∙R3+ I42∙R4
120∙31,3+220∙112,6+150∙145=31,32∙4+112,62∙2+1452∙1+1,12∙5
50278 Вт ≈ 50362 Вт
4. Определяем режимы источников:
Все источники работают в режиме генераторов, т.к. направления токов в ветвях совпадают с направлениями ЭДС источников.
Задача:
|
Число десятков шифра |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
номер рисунка |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
2 |
E1, (В) |
60 |
0 |
3 |
30 |
60 |
0 |
70 |
100 |
0 |
127 |
E2, (В) |
20 |
50 |
0 |
30 |
40 |
75 |
0 |
80 |
120 |
0 |
E3, (В) |
80 |
75 |
9 |
0 |
100 |
220 |
35 |
0 |
240 |
220 |
|
Число единиц шифра |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
R1, (Ом) |
150 |
6 |
6 |
5 |
100 |
10 |
20 |
30 |
60 |
15 |
R2, (Ом) |
20 |
10 |
5 |
15 |
500 |
20 |
50 |
20 |
70 |
20 |
R3, (Ом) |
5 |
4 |
30 |
40 |
180 |
40 |
40 |
50 |
100 |
50 |
рис. 1
|
рис. 2
|
рис. 3
|
рис. 4
|
рис. 5
|
рис. 6
|
рис. 7 |
рис. 8 |
