4. Порядок выполнения работы

4.1. Расчётная часть

В работе предлагается исследовать сложную электрическую цепь, в качестве которой могут выступать две электрические цепи: «СХЕМА А» и «СХЕМА Б».

Методика расчёта и проведения экспериментов для обеих схем – аналогичны. Выбор конкретной схемы студенты производят с указания преподавателя. При подготовке к экспериментальной части работы необходимо провести расчёт электрической цепи, представленной на рис. 2.1. Расчёт производится двумя методами – методом непосредственного применения законов Кирхгофа и методом наложения (суперпозиции).

Рис. 2.1. Электрические схемы для проведения расчётов

Значения параметров элементов цепи для СХЕМ А и Б приведены в таблице 2.1. Значение ЭДС источника ДЛЯ ОБЕИХ СХЕМ ДЛЯ ВСЕХ ВАРИАНТОВ

Расчет электрической цепи сводится к определению токов в ветвях и падений напряжения на различных элементах или участках электрической цепи. Заданными являются ЭДС всех источников и параметры всех ветвей – их сопротивления или проводимости.

Все расчеты сложных электрических цепей (сложной называют электрическую цепь, состоящую из смешанного соединения элементов и имеющую несколько источников ЭДС) основаны на использовании законов Ома и Кирхгофа. Для любого момента времени в электрической цепи к узлам и контурам применены соответственно 1-й и 2-й законы Кирхгофа

, ,

которые являются основой математического описания электрической цепи.

4.1.1. Порядок расчета по законам Кирхгофа

1. Определить количество ветвей (т. е. число неизвестных токов) и узлов, обозначить их буквами или цифрами.

2. Произвольно выбрать и указать положительные направления токов. Эти направления в ходе работы необходимо уточнить (проверить экспериментально) и сделать соответствующие выводы.

3. Определить количество уравнений, составляемых по 1-му и 2-му законам Кирхгофа (общее число уравнений должно быть равно числу неизвестных токов).

4. Составив эти уравнения, и, решив полученную систему, найти искомые токи.

5. Вычислить значения падений напряжения на всех элементах цепи.

6. Составить баланс мощностей.

7. Все результаты занести в табл. 2.2. в графу «ВЫЧИСЛЕНО по законам Кирхгофа».

Внимание!!! Таблица 2.2 приведена для «схемы б». Для «схемы а» таблица имеет аналогичный вид, за исключением столбцов с и .

4.1.2. Порядок расчета по методу наложения

1. Заданную схему разбить на вспомогательные, число которых должно быть равно числу ветвей с источниками ЭДС.

2. Указать направление токов в ветвях (в ветвях с источниками – по направлению действующей ЭДС), которые необходимо проверить в ходе эксперимента.

3. Рассчитать токи вспомогательных схем (частные токи), применив метод «свертывания».

4. Используя принцип наложения, определить результирующие токи в ветвях данной схемы как алгебраическую сумму частных токов, полученных от каждой ЭДС.

5. Рассчитать падения напряжения на всех элементах исходной и вспомогательных цепей.

6. Составить баланс мощностей исходной цепи.

7. Все результаты занести в соответствующие графы табл. 2.2 «ВЫЧИСЛЕНО по методу наложения».

Таблица 2.2