1.3 Определение токов схемы методом наложения
По методу наложения ток в любом участке цепи рассматривается как алгебраическая сумма частных токов, созданных каждой ЭДС в отдельности.
а)
определяем частные токи от
при отсутствии
, то есть рассчитываем цепь по рисунку
1.2
Показываем
направление частных токов от
и обозначаем буквой
c
одним штрихом
.
Решаем задачу методом свёртывания.
;
;
;
;
;
Вычисляем ток источника:
Применяем формулу разброса и 1 закон Кирхгофа, вычисляем токи ветвей:
;
;
;
;
;
;
б)
Определяем частные токи от
при отсутствии
то
есть рассчитываем цепь на рисунке 1.3
Показываем
направление частных токов от
и обозначаем их буквой
c
двумя штрихами
.
Рассчитываем общее сопротивление цепи:
;
;
;
;
;
Находим токи каждой ветви и всей цепи:
;
;
;
;
;
;
Вычисляем токи ветвей исходной цепи (рисунок 1.1), выполняя алгебраическое сложение частных токов, учитывая их направление:
;
;
;
;
;
1.4 Составление баланса мощностей схемы
Составить баланс мощностей для заданной схемы.
Источники и вырабатывают электрическую энергию, так как направление ЭДС и тока в ветвях с источниками совпадают. Баланс мощностей для заданной цепи запишется так:
Подставляем числовые значения и вычисляем:
С учётом погрешности расчётов баланс мощностей практически сошёлся.
1.5 Определение тока во второй ветви методом эквивалентного генератора
Определить ток во второй ветви методом эквивалентного генератора.
Метод
эквивалентного генератора используется
для исследования работы какого-либо
участка в сложной электрической цепи.
Для решения задачи методом эквивалентного
генератора разделим электрическую цепь
на две части: потребитель
(исследуемая ветвь с сопротивлением
,
в которой требуется определить величину
тока) и эквивалентный генератор
(оставшаяся часть цепи, которая для
потребителя
служит источником электрической энергии,
то есть генератором). Получается схема
замещения
(рисунок 1.4).
На
схеме искомый ток
определим по закону Ома для замкнутой
цепи:
/
;
(1.1)
где
– ЭДС эквивалентного генератора, ее
величину определяют как напряжение на
зажимах генератора в режиме холостого
хода,
.
- внутреннее
сопротивление эквивалентного
генератора, его величина рассчитывается
как эквивалентное сопротивление
пассивного двухполюсника относительно
исследуемых зажимов.
Изображаем схему эквивалентного генератора в режиме холостого хода (рисунок 1.5.), то есть при отключении потребителя .
Рассчитаем эквивалентное сопротивление цепи:
;
;
.
Рассчитаем ток источника:
.
Найдём
напряжение
:
.
Зная напряжение, найдём ток:
.
Задаваясь обходом контура, найдём ЭДС 2:
.
Выражаем напряжение холостого хода:
.
Для расчета внутреннего сопротивления эквивалентного генератора необходимо преобразовать активный двухполюсник в пассивный (рис. 1.6) при этом ЭДС и из схемы исключается, а внутренние сопротивления этих источников в схеме остаются.
Зная ЭДС и внутреннее сопротивление эквивалентного генератора вычисляем ток исследуемой ветви:
.
Ток в этой ветви получился такой же, как и в пунктах 1.2 и 1.3