1.Находят токи в каждой вспомогательной цепи, содержащей одну
ЭДС.
2.Находят действительные токи в ветвях путём алгебраического сложения токов, создаваемых каждой ЭДС:
′ |
′′ |
′ |
′′ |
, |
′ |
′′ |
и т.д. |
I1 = I1 |
± I1, I2 |
= I2 |
± I2 |
I3 = I3 |
± I3 |
Метод применим только для линейных цепей.
1.2. ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Таблица
Вари- |
Схема |
Задание |
|
ант |
|||
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Найти токи методом наложения, |
|
|
|
составить и рассчитать баланс |
|
1 |
|
мощностей. |
|
|
E1 = 10 В, E3 = 5 В, R1 = 1 Ом, |
||
|
|
||
|
|
R2 = 3 Ом, R3 = 5 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
Найти токи наиболее рациональ- |
|
|
|
ным методом, составить баланс |
|
2 |
|
мощностей. |
|
|
|
E1 = 2 В, E2 = 7 В, E3 = 15 В, |
|
|
|
R1 = 11 Ом, R2 = 13 Ом, R3 = 3 Ом |
|
|
|
Найти токи методом 2 узлов, |
|
|
|
составить и рассчитать баланс |
|
|
|
мощностей. |
|
3 |
|
E1 = 4 В, E2 = 11 В, E3 = 25 В, |
|
|
|
R1 = 31 Ом, R2 = 23 Ом, |
|
|
|
R3 = 14 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
Найти токи методом наложения, |
|
|
|
составить и рассчитать баланс |
|
4 |
|
мощностей. |
|
|
|
E2 = 4 В, E3 = 17 В, R1 = 5 Ом, |
|
|
|
R2 = 9 Ом, R3 = 10 Ом |
18
|
|
Продолжение таблицы |
|
|
|
|
|
Вари- |
Схема |
Задание |
|
ант |
|||
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Найти токи методом 2 узлов, |
|
|
|
составить и рассчитать баланс |
|
|
|
мощностей. |
|
5 |
|
E1 = 34 В, E2 = 21 В, E3 = 15 В, |
|
|
|
R1 = 23 Ом, R2 = 17 Ом, |
|
|
|
R3 = 9 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
Найти токи методом 2 узлов, |
|
|
|
составить и рассчитать баланс |
|
6 |
|
мощностей. |
|
|
E2 = 9 В, E3 = 21 В, R1 = 11 Ом, |
||
|
|
||
|
|
R2 = 34 Ом, R3 = 50 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
Построить потенциальную |
|
|
|
диаграмму для контура abcd. |
|
7 |
|
E1 = 7 В, E2 = 11 В, R1 = 3 Ом, |
|
|
R2 = 2 Ом |
||
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Построить потенциальную |
|
|
|
диаграмму для контура abcd. |
|
8 |
|
E1 = 21 В, E2 = 43 В, R1 = 23 Ом, |
|
|
R2 = 24 Ом |
||
|
|
|
|
|
|
Найти токи методом контурных |
|
|
|
токов, составить и рассчитать |
|
9 |
|
баланс мощностей. |
|
|
E1 = 14 В, E2 = 27 В, E3 = 5 В, |
||
|
|
||
|
|
R1 = 17 Ом, R2 = 31 Ом, |
|
|
|
R3 = 2 Ом |
19
|
|
Продолжение таблицы |
|
|
|
|
|
Вари- |
Схема |
Задание |
|
ант |
|||
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Найти токи по законам Кирхгофа. |
|
|
|
E1 = 7 В, E4 = 14 В, E5 = 21 В, |
|
|
|
R1 = 7 Ом, R2 = 3 Ом, R3 = 9 Ом, |
|
10 |
|
R4 = 1 Ом, R5 = 5 Ом |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Найти токи наиболее рациональ- |
|
|
|
ным методом, составить и |
|
|
|
рассчитать баланс мощностей. |
|
11 |
|
E1 = 14 В, E2 = 27 В, E3 = 5 В, |
|
|
|
R1 = 17 Ом, R2 = 31 Ом, |
|
|
|
R3 = 2 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
Найти токи методом |
|
|
|
контурных токов. |
|
|
|
E1 = 27 В, E2 = 34 В, E3 = 13 В, |
|
12 |
|
E4 = 37 В, E5 = 9 В, R1 = 12 Ом, |
|
|
R2 = 42 Ом, R3 = 38 Ом, |
||
|
|
R4 = 22 Ом, R5 = 43 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
Найти токи методом |
|
|
|
контурных токов. |
|
|
|
E1 = 12 В, E2 = 9 В, E3 = 20 В, |
|
13 |
|
R1 = 20 Ом, R2 = 15 Ом, |
|
|
R3 = 25 Ом, R4 = 15 Ом, |
||
|
|
R5 = 20 Ом, R6 = 15 Ом |
|
|
|
|
20
|
|
Продолжение таблицы |
|
|
|
|
|
Вари- |
Схема |
Задание |
|
ант |
|||
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Найти токи методом контурных |
|
|
|
токов, составить и рассчитать |
|
14 |
|
баланс мощностей. |
|
|
E1 = 12 В, E2 = 9 В, E3 = 20 В, |
||
|
|
||
|
|
R1 = 17 Ом, R2 = 12 Ом, |
|
|
|
R3 = 18 Ом, R4 = 15 Ом |
|
|
|
Найти токи методом |
|
|
|
контурных токов. |
|
15 |
|
E1 = 100 В, E2 = 50 В, R1 = 10 Ом, |
|
|
R2 = 20 Ом, R3 = 15 Ом, |
||
|
|
||
|
|
R4 = 25 Ом, R5 = 15 Ом, |
|
|
|
R6 = 25 Ом, R7 = 20 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
Найти ток I2 методом |
|
|
|
эквивалентного генератора. |
|
16 |
|
E1 = 100 В, E2 = 150 В, |
|
|
|
R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, |
|
|
|
R3 = 15 Ом |
|
|
|
Найти ток I1 методом эквива- |
|
|
|
лентного генератора. |
|
17 |
|
E1 = 10 В, E2 = 15 В, E3 = 20 В, |
|
|
|
R1 = 10 Ом, R2 = 15 Ом, |
|
|
|
R3 = 20 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
Определить значения ЭДС, |
|
|
|
составить и рассчитать баланс |
|
18 |
|
мощностей. |
|
|
I1 = 1 А, I2 = 2 А, I3 = 1 А, |
||
|
|
||
|
|
R1 = 10 Ом, R2 = 15 Ом, |
|
|
|
R3 = 20 Ом |
|
|
|
|
21
|
|
|
Продолжение таблицы |
|
|
|
|
Вари- |
Схема |
|
Задание |
ант |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найти токи по законам Кирхгофа. |
|
|
|
E1 = 10 В, E2 = 10 В, E3 = 20 В, |
|
|
|
|
R1 = 20 Ом, R2 = 15 Ом, |
19 |
|
|
R3 = 10 Ом, R4 = 15 Ом, |
|
|
|
R5 = 20 Ом, R6 = 15 Ом |
|
|
|
|
|
|
Найти токи по законам Кирхгофа. |
|
|
|
E1 = 50 В, E2 = 10 В, E3 = 20 В, |
|
|
|
E4 = 20 В, E5 = 30 В, R1 = 20 Ом, |
|
20 |
|
|
R2 = 15 Ом, R3 = 25 Ом, |
|
|
R4 = 15 Ом, R5 = 20 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найти токи по законам Кирхгофа, |
|
|
|
составить и рассчитать баланс |
|
21 |
|
|
мощностей. |
|
E1 |
= 50 В, E2 = 10 В, E3 = 20 В, |
|
|
|
||
|
|
|
R1 = 20 Ом, R2 = 15 Ом, |
|
|
|
R3 = 25 Ом |
|
|
|
|
|
|
|
Найти ток I3 методом |
|
|
эквивалентного генератора. |
|
22 |
|
|
E1 = 200 В, E2 = 150 В, |
|
|
|
R1 = R2 = 20 Ом, |
|
|
|
R3 = 15 Ом, |
|
|
Найти токи методом наложения, |
|
|
|
составить и рассчитать баланс |
|
23 |
|
|
мощностей. |
|
|
|
E1 = 10 В, E2 = E3 = 5 В, |
|
|
|
R1 = R2 = R3 = 5 Ом |
22
|
|
Окончание таблицы |
|
|
|
|
|
Вари- |
Схема |
Задание |
|
ант |
|||
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Найти токи по законам Кирхгофа. |
|
|
|
E1 = E2 = E3 = 20 В, |
|
24 |
|
R1 = 10 Ом, R2 = 15 Ом, |
|
|
R3 = 25 Ом, R4 = R5 = 20 Ом |
||
|
|
|
|
|
|
Найти ток I и мощность P |
|
|
|
цепи, |
|
25 |
|
R1 = 30 Ом, R2 = 60 Ом, |
|
|
R3= 120 Ом, |
||
|
|
и ток в первой ветви I1 = 4 А |
|
|
|
|
1.3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
СЛОЖНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1. Цель работы: экспериментальная проверка результатов аналитического расчёта линейной электрической цепи с двумя источниками питания.
Перечень минимодулей
Наименование минимодуля |
Количество |
Тумблер МТ1 |
2 |
Резистор 2 Вт 100 Ом |
1 |
Резистор 2 Вт 150 Ом |
1 |
Резистор 2 Вт 330 Ом |
1 |
2. Порядок выполнения работы.
2.1.Собрать электрическую цепь по схеме рис. 1
Вкачестве амперметров использовать цифровые амперметры в режиме измерения постоянного тока. Для измерения напряжения использо-
вать стрелочный прибор. В качестве источников питания Е1 и Е2 использовать источники постоянного напряжения +15 и –15 В соответственно. Предъявить собранную цепь для проверки преподавателю.
23
Рис. 1
2.2.Включить электропитание стенда и при разомкнутых ключах SA4 и SA5 измерить ЭДС источников питания. Результаты измерений занести в табл. 1.
2.3.Замкнуть ключи SA4 и SA5. Измерить токи I1, I2, и I3. Результаты измерений занести в табл. 1.
Таблица 1
Е1, В |
Е2, В |
I1, A |
I2, A |
I3, A |
R1, Ом |
R2, Ом |
R3, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
2.4. Принимая потенциал точки a равным нулю (φа = 0), измерить мультиметром в режиме измерения постоянного напряжения потенциалы точек b, c, d (φb, φc, φd,). Результаты измерений занести в табл. 2. Рассчитать и построить потенциальную диаграмму для внешнего контура.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Измерено |
|
|
Вычислено |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
φа, В |
φb, В |
φc, В |
φd, В |
φb, В |
φc, В |
φd, В |
|
φа, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24
2.5. По результатам измерений вычислить токи I1, I2, и I3 методом наложения (суперпозиции). Результаты измерений занести в табл. 3.
Таблица 3
I1, А |
I2, А |
I3, А |
Е1, В
Е2, В
Е1 и Е2, В
2.6. По результатам измерений вычислить токи I1, I2, и I3 методом двух узлов. Результаты измерений занести в табл. 4.
Таблица 4
Uса |
I1, А |
I2, А |
I3, А |
|
|
|
|
3. Сравнить расчётные значения токов с результатами измерений. Сделать выводы.
Контрольные вопросы
1.Методы расчёта цепей постоянного тока.
2.Режимы работы цепей постоянного тока.
3.Внешняя характеристика источника ЭДС.
4.Сколько уравнений надо составить для исследуемой цепи по законам Кирхгофа?
5.Дайте определение понятию «потенциальная диаграмма».
25