Методы расчета линейных электрических цепей. Учебное пособие
.pdf
Используя метод контурных токов, определить токи
в ветвях приведенной цепи постоянного тока, если E1 = 100 В, 1.6
E2 = 50 В, E3 = 80 В, R1 = R2 = R3 = R4 = 20 Ом.
|
R4 |
R1 |
R3 |
|
E3 |
E1 |
E2 |
|
R2 |
Используя метод контурных токов, определить |
токи |
|||||||||||||
в ветвях |
приведенной |
цепи постоянного тока, |
если |
|||||||||||
E1 = 60 В, |
E2 = 50 В, |
E3 = 80 В, |
|
|
1.7 |
|||||||||
R1 = R2 = R3 = R4 = |
||||||||||||||
= R5 = 10 Ом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1 |
R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E3 |
|
|
|
|
|
E1 |
E2 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
R2 |
|
|
|
|
R5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Используя метод контурных токов, |
определить |
токи |
||||||||||||
в ветвях приведенной цепи постоянного тока, если E1 = 100 В, 1.8
E2 = 50 В, E3 = 80 В, R1 = R2 = R3 = 15 Ом.
R3
R1 |
|
E2 |
E3 |
E1 |
|
R2 |
|
|
71 |
Используя метод узловых потенциалов, определить
токи в ветвях приведенной цепи постоянного тока, если
1.9
E1 = 30 В, E2 = 50 В, R1 = R2 = R3 = R4 = 10 Ом.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1 |
|
|
|
|
R2 |
|
|
|
E2 |
|
|
|
R4 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
E1 |
|
|
|
|
|
R3 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
||||||||
Используя метод узловых потенциалов, определить |
|||||||||||||||||||||
токи в ветвях приведенной |
цепи постоянного тока, если 1.10 |
||||||||||||||||||||
E1 = 70 В, E2 = 30 В, R1 = R2 = R3 = 5 Ом. |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
R1 |
|
|
|
E2 |
|
|
|
R3 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
E1 |
|
|
|
R2 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b
Используя метод эквивалентных преобразований, определить токи в ветвях приведенной цепи постоянного тока, 1.11
если U = 100 В, R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = R7 = R8 = 10 Ом.
R1 R4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
R3 |
|
|
|
R6 |
|
|
|
R7 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 |
|
|
R5 |
|
|
R8 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
72
Используя метод эквивалентных преобразований, определить токи в ветвях приведенной цепи постоянного тока, 1.12
если U = 50 В, R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = R7 = 5 Ом.
R1 R4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
R3 |
|
|
|
R5 |
|
|
|
R6 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 |
|
|
|
|
|
|
|
R7 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Используя метод эквивалентных преобразований, определить токи в ветвях приведенной цепи постоянного тока, 1.13
если U = 70 В, R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = R7 = 7 Ом.
R1 R3
U |
R2 |
|
R5 |
|
R6 |
|
|
|
|
|
|
R4 R7
Используя метод эквивалентных преобразований, определить токи в ветвях приведенной цепи постоянного тока, 1.14
если U = 30 В, R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = R7 = 3 Ом.
R1 R4
U |
R3 |
|
R6 |
|
R7 |
|
|
|
|
|
|
R2 R5
73
Используя метод эквивалентных преобразований, определить токи в ветвях приведенной цепи постоянного тока, 1.15
если U = 40 В, R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = 4 Ом.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
R2 |
|
|
|
R4 |
|
|
|
R5 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1 |
|
|
R3 |
|
|
R6 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Используя метод эквивалентных преобразований, определить токи в ветвях приведенной цепи постоянного тока, 1.16
если U = 20 В, R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = 2 Ом.
R1 R4
U |
R3 |
|
R5 |
|
R6 |
|
|
|
|
|
|
R2
74
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Задания к главе 2
Для приведенной цепи определить комплекс полного
сопротивления Z, ток I, комплекс полной мощности S и коэф-
2.1
фициент мощности cos φ, если U = 220 В, R = 5 Ом, L = 25 мГн.
I R
~U L
Для приведенной цепи определить комплекс полного
сопротивления Z, ток I, комплекс полной мощности S и коэф-
2.2
фициент мощности cos φ, если U = 220 В, R = 10 Ом, C = 1000 мкФ.
I R
~U |
С |
Для приведенной цепи определить комплекс полного сопротивления Z, ток I, комплекс полной мощности S и коэф-
фициент мощности cos φ, |
если |
2.3 |
|||||||||
U = 127 В, R = 8 Ом, |
|||||||||||
C = 300 мкФ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~U |
R |
|
|
|
С |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
75
Для приведенной цепи определить комплекс полного сопротивления Z, ток I, комплекс полной мощности S и коэф-
фициент мощности cos φ, |
если |
2.4 |
U = 127 В, R = 2 Ом, |
||
L = 95 мГн. |
|
|
I |
|
|
~U |
L |
R |
Для приведенной цепи определить комплекс полного
сопротивления Z, ток I, комплекс полной мощности S и коэф-
2.5
фициент мощности cos φ, если U = 127 В, R = 9 Ом, L = 15 мГн.
I L
~U R
Для приведенной цепи определить комплекс полного
сопротивления Z, ток I, комплекс полной мощности S
2.6
и коэффициент мощности cos φ, если U = 127 В,
R = 15 Ом, C = 600 мкФ.
I С
~U R
76
Для приведенной цепи определить комплекс полного
сопротивления Z, ток I, комплекс полной мощности S
2.7
и коэффициент мощности cos φ, если U = 220 В, R = 4 Ом, C = 150 мкФ.
I
~U С
R
Для приведенной цепи определить комплекс полного
сопротивления Z, ток I, комплекс полной мощности S
2.8
и коэффициент мощности cos φ, если U = 220 В, R = 7 Ом, L = 10 мГн.
|
I |
|
~U |
R |
L |
В соответствии с номером варианта по заданным исходным параметрам (табл. П.1) и электрической схеме 2.9 требуется:
1)рассчитать сопротивления реактивных элементов исследуемой цепи;
2)определить полные сопротивления ветвей в комплексной
форме;
3)рассчитать полное сопротивление всей цепи;
4)рассчитать ток источника питания;
5)вычислить падения напряжения на элементах одного из контуров исследуемой цепи;
6)осуществить проверку на соблюдение II закона Кирхгофа в исследуемой цепи;
7)рассчитать токи во всех ветвях;
77
8)осуществить проверку на соблюдение I закона Кирхгофа
висследуемой цепи;
9)определить полную мощность всей цепи;
10)рассчитать мощность на каждом элементе цепи;
11)проверить баланс мощностей в исследуемой цепи;
12)сделать вывод о характере нагрузки всей цепи;
13) построить векторные диаграммы (в масштабе) токов и топографическую диаграмму напряжений для выбранного контура.
Таблица П.1
Исходные данные для задачи 2.9
Вариант |
U, |
C1, |
C2, |
C3, |
L1, |
L2, |
L3, |
r1, |
r2, |
r3, |
f, |
|
В |
мкФ |
мкФ |
мкФ |
мГн |
мГн |
мГн |
Ом |
Ом |
Ом |
Гц |
||
|
||||||||||||
1 |
220 |
637 |
300 |
110 |
25 |
95 |
16 |
2 |
3 |
4 |
50 |
|
2 |
210 |
100 |
300 |
- |
15 |
- |
- |
4 |
3 |
2 |
60 |
|
3 |
200 |
300 |
- |
300 |
25 |
32 |
- |
5 |
10 |
8 |
40 |
|
4 |
195 |
637 |
159 |
- |
- |
15 |
- |
3 |
4 |
2 |
52 |
|
5 |
225 |
159 |
- |
- |
22 |
12 |
8 |
7 |
9 |
6 |
57 |
|
6 |
215 |
500 |
200 |
- |
45 |
33 |
- |
3 |
6 |
9 |
65 |
|
7 |
205 |
130 |
- |
330 |
- |
65 |
- |
6 |
4 |
2 |
45 |
|
8 |
190 |
637 |
- |
300 |
22 |
31 |
26 |
4 |
6 |
9 |
48 |
|
9 |
230 |
110 |
333 |
- |
11 |
22 |
- |
9 |
5 |
2 |
58 |
|
10 |
185 |
444 |
333 |
- |
33 |
22 |
- |
2 |
9 |
3 |
51 |
|
11 |
200 |
- |
330 |
- |
20 |
10 |
- |
5 |
2 |
9 |
49 |
|
12 |
180 |
500 |
300 |
- |
25 |
10 |
- |
2 |
3 |
4 |
47 |
|
13 |
220 |
130 |
420 |
210 |
18 |
38 |
- |
6 |
3 |
8 |
44 |
|
14 |
210 |
- |
140 |
- |
31 |
12 |
27 |
12 |
5 |
6 |
53 |
|
15 |
175 |
350 |
250 |
- |
- |
30 |
- |
10 |
2 |
7 |
43 |
|
16 |
205 |
160 |
421 |
- |
16 |
29 |
- |
7 |
6 |
5 |
44 |
|
17 |
170 |
180 |
460 |
- |
32 |
14 |
- |
2 |
5 |
9 |
54 |
|
18 |
200 |
440 |
550 |
- |
41 |
23 |
- |
6 |
2 |
8 |
55 |
|
19 |
165 |
225 |
570 |
- |
35 |
67 |
- |
2 |
9 |
12 |
46 |
|
20 |
220 |
- |
432 |
- |
42 |
78 |
- |
3 |
8 |
10 |
56 |
|
21 |
190 |
543 |
358 |
- |
- |
58 |
45 |
4 |
7 |
3 |
50 |
|
22 |
160 |
- |
200 |
- |
27 |
46 |
34 |
5 |
6 |
5 |
57 |
|
23 |
225 |
765 |
320 |
- |
- |
35 |
- |
6 |
5 |
2 |
59 |
|
24 |
155 |
448 |
- |
790 |
47 |
54 |
- |
7 |
4 |
6 |
60 |
|
25 |
180 |
105 |
432 |
834 |
65 |
24 |
- |
8 |
3 |
4 |
61 |
|
26 |
210 |
- |
234 |
- |
34 |
12 |
- |
9 |
2 |
6 |
41 |
|
27 |
205 |
- |
456 |
- |
25 |
35 |
- |
10 |
8 |
3 |
42 |
|
28 |
150 |
800 |
345 |
- |
36 |
63 |
- |
11 |
5 |
4 |
45 |
|
29 |
225 |
750 |
753 |
- |
- |
84 |
54 |
12 |
3 |
5 |
46 |
|
30 |
145 |
- |
456 |
- |
57 |
45 |
56 |
13 |
5 |
7 |
47 |
|
31 |
140 |
390 |
678 |
- |
- |
88 |
- |
14 |
2 |
8 |
48 |
|
32 |
130 |
754 |
- |
450 |
30 |
36 |
- |
15 |
6 |
2 |
49 |
|
|
|
|
|
|
78 |
|
|
|
|
|
|
Электрические схемы для задачи 2.9
Вариант 1
L1 |
r1 |
С1 |
|
r2 |
L2 |
~U |
С3 |
|
С2 |
|
|
|
r3 |
|
|
L3 |
|
|
|
Вариант 3
L1 |
r1 |
С1 |
|
С3 |
L2 |
~U |
|
|
|
|
r2 r3
0.5·r1
L1 |
Вариант 5 |
С1 |
L3
L2
~U
r3 r2
0.3·r1
0.7·r2 |
Вариант 7 |
С1 |
|
|
L2 |
~U |
С2 |
r2 |
|
|
r3 |
|
r1 |
Вариант 2
L1 r1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С1 |
|
С2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~U
r3 r2
|
Вариант 4 |
|
|
|
0.5·r1 |
|
|
С1 |
L2 |
С2 |
|
|
|
|
|
~U |
0.5·r2 |
|
|
|
r3 |
r2 |
|
|
r1 |
||
|
|
|
|
Вариант 6 |
L1 |
r1 |
С1 |
С2 |
|
|
~U |
L2 |
r2 |
r3 |
|
Вариант 8 |
L1 |
С3 |
С1
r2 r3 L3
~U 
L2
r1
79
|
Вариант 9 |
|
|
|
Вариант 10 |
|
|
С1 |
r1 |
|
С2 |
L1 |
0.4·r1 |
|
|
|
L1 |
|
|
|
r2 |
С2 |
|
~U |
L2 |
r3 |
~U |
|
|
||
|
|
|
|
||||
|
r1 |
|
|
С1 |
L2 |
r3 |
r1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 11 |
|
|
Вариант 12 |
|
|
L1 |
r1 |
|
|
0.5·r1 |
С1 |
С2 |
L2 |
|
|
L2 |
С2 |
|
|
|
|||
~U |
|
|
~U |
L1 |
r2 |
0.5·r1 |
r2 |
r3 |
|
r1 |
r3 |
|
|
|
0.5·r2 |
|
|
Вариант 13 |
|
|
Вариант 14 |
|
0.6·r1 С1 |
С3 |
|
L1 |
r1 |
|
|
L2 |
r2 |
С2 |
С2 |
|
|
||
|
|
~U |
L3 |
|
~U |
|
|
||
r1 |
r3 |
r2 |
L2 |
r3 |
L1 |
|
|
|
|
|
Вариант 15 |
|
|
Вариант 16 |
|
0.7·r2 |
С1 |
|
|
L1 |
С3 |
|
С2 |
|
L2 |
С1 |
r3 |
|
|
|
|||
~U |
|
r2 |
~U |
|
r2 |
1.4·r1 |
r1 |
|
r3 |
1.7·r1 |
L2 |
|
|
|
r1 |
|
|
80
