Пример решения "Линейные цепи постоянного тока"

Главная

Заказать

12 вариант 1 задача (по МУ Соколов)

Дано: E1=16 В, Е2=8 В, E3=9 В, R01=0,2 Ом, R02=0,6 Ом, R1=2,5 Ом, R2=6 Ом, R3=6 Ом, R4= 5 Ом, R5=10 Ом, R6=5 Ом

Для линейной электрической цепи по заданным сопротивлениям и эдс выполнить следующее: 1)составить математическую модель заданной цепи 2)Определить токи во всех ветвях цепи методом контурных токов, 3) проверить правильность решения с помощью метода узлового напряжения, 4) определить величину тока в ветви с резистором R6 методом эквивалентного генератора, 5) составить баланс мощности для исходной электрической цепи, 6) построить в масштабе потенциальную диаграмму для внешнего контура заданной электрической цепи

Решение:
схема
Рисунок 1 - Исходная электрическая схема цепи

1 Система уравнений по 1 и 2 законам Кирхгофа

Схема имеет 4 узла: (m=4) и 6 ветвей (n=6). Составим m-1=4-1=3 уравнения по 2 закону Кирхгофа:
схема
Составим n-(m-1)=6-(4-1)=3 уравнения по 2 закону Кирхгофа
формула

2 Найдем токи с помощью метода контурных токов


формула
Решим систему линейных уравнений с помощью метода Крамера:
формула
формула
формула
Найдем токи в ветвях цепи
формула

3 Найдем токи в цепи методом узловых напряжений

Произведем эквивалентную замену сопротивлений треугольник-звезда так, как показано на рисунке 2
формула
Рисунок 2 - Схема замены сопротивлений треугольник-звезда
Схема приобретет вид, показанный на рисунке 3
формула
Рисунок 3 - Электрическая схема цепи после замены сопротивлений треугольник-звезда
Найдем сопротивления эквивалентной звезды.
формула
Найдем проводимости ветвей.
формула
Узловое напряжение
формула
Токи в ветвях
формула
Найдем ток I4 , I5, I6 из математической модели
формула

4. Баланс мощностей

Мощность источников:
формула
Мощность нагрузки:
формула

4 Показания вольтметра

формула

5 Потенциальная диаграмма по внешнему контуру

формула

6 Найдем ток в ветви с резистором R6 методом эквивалентного генератора

Разомкнем исходную цепь с током I6 , полученный активный двухполюсник представлен на рисунке 4
схема
Рисунок 4 - Схема активного двухполюсника
Найдем проводимости ветвей.
формула
Узловое напряжение
формула
Токи в ветвях
формула
Определим напряжение Uхх
формула
Определим внутреннее сопротивление эквивалентного генератора по схеме на рисунке 5
формула
Рисунок 5 - Схема пассивного двухполюсника
Определим RВХ. Схема после эквивалентного преобразования сопротивлений треугольник-звезда представлена на рисунке 6
формула
Рисунок 6 - Схема после преобразования сопротивлений треугольник - звезда
Определим сопротивления "звезды"
формула
формула
Ток в ветви с резистором R5 равен
формула

Сравнение полученных результатов

представлено в таблице 1.
Таблица 1- Полученные значения токов
формула
html_4.01