Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Задача 3. Исследование и расчет разветвленной электрической цепи




Рассчитать и исследовать разветвленную электрическую цепь постоянного тока с использованием первого и второго законов Кирхгофа и методом контурных токов.

Для расчета разветвленной электрической цепи существенное значение имеет число ветвей и узлов в цепи.

Ветвью электрической цепи называется участок, состоящий только из последовательно соединенных элементов.

Вдоль ветви протекает неизменный ток, ветвь соединяет два узла.

Узлом электрической цепи называется точка соединения нескольких ветвей, в которой происходит разветвление тока.

В программе EWB понятие ≪узел≫ имеет другой смысл, – это любая точка схемы, имеющая потенциал, отличный от нуля и от потенциала других узлов. Так, одна ветвь в соответствии с теорией электрических цепей не имеет узлов, тогда как в программе EWB на одной ветви может быть несколько узлов рис.3.

Рис. 3. Пример понятия ≪узел≫ в программе EWB.

На (рис.3) слева показано, что в незаземленной цепи программа определяет три узла с разными потенциалами, заземленный участок узлом не считается, – (рис.1) справа. С точки зрения теории электрических цепей узел в приведенной схеме существует как раз на (рис.1) справа, в точке подключения заземления.

При обходе по соединенным в узлах ветвям можно получить замкнутый контур.

Замкнутый контурпредставляет собой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, при этом каждый узел в рассматриваемом контуре встречается не более одного раза.

Первый закон Кирхгофа применяется к узлам и формулируется следующим образом:

Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю

. (3)

Алгебраической сумма называется потому, что должно быть учтено направление тока по отношению к узлу. Все токи, направленные к узлу входят в сумму с одним знаком, а направленные от узла – с противоположным. Первый закон Кирхгофа может быть сформулирован иначе:

Сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов вытекающих

из узла:

. (4)

Физический смысл первого закона Кирхгофа заключается в том, что в узлах электрической цепи не может происходить накопление заряда.

Второй закон Кирхгофаприменяется к замкнутым контурам электрической цепи и формулируется следующим образом:

В любом замкнутом контуре алгебраическая сумма напряжений на

элементах контура равна сумме ЭДС в этом контуре

(5)

В данном определении также подчеркивается, что сумма должна быть алгебраическая, это значит необходимо учесть знаки входящих в сумму напряжений и ЭДС. В замкнутом контуре ток может протекать только в одном направлении, поэтому должно быть выбрано направление протекания тока. После этого выполняется обход контура в выбранном направлении и падение напряжения на элементе или ЭДС источника считаются положительными, если ток через элемент или ЭДС совпадает с направлением обхода. В противном случае соответствующие напряжения и ЭДС суммируются с обратным знаком.

На основании законов Кирхгофа составляются уравнения для неизвестных токов в ветвях. Система полученных уравнений линейна, ее решение позволяет найти неизвестные токи в ветвях цепи. Результат расчета может быть проверен в программе EWB, подключением амперметров в разрыв соответствующих ветвей.

 

Варианты заданий

Принципиальные схемы для расчета приведены в таблице 4, варианты заданий и номинальные значения сопротивлений и ЭДС источников в таблице 5.

Таблица 4.

Принципиальные схемы

схема схема

 

Таблица 5.

Параметры элементов схемы







Дата добавления: 2015-08-31; просмотров: 671. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия