Документ: 5445, страницы 6-10 | База учебных материалов

Практическое занятие № 1

РАСЧЁТ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель занятия: Закрепление знаний законов Ома и Кирхгофа для неразветвлённой и разветвлённой линейной цепи постоянного тока.

Для представленных ниже схем линейных электрических цепей постоянного тока требуется определить: ток I в последовательной цепи, напряжение U на каждом резисторе и потребляемую мощность P каждым резистором и в целом всей цепью. Исходные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант	U , В		Сопротивление, Ом
Вариант	U , В	R1		R2	R3
		R1		R2	R3
1	186	12		20	30
2	200	13		27	10
3	220	40		25	35
4	160	12		13	15
5	120	22		13	25
6	180	15		10	5

1. Электрические схемы практического занятия

1.1.Электрическая схема для неразветвлённой линейной цепи постоянного тока при последовательном соединении приёмников электроэнергии (резисторов) (рисунок 1).

	a	R1	b
+	a		b
+	I
	I
	U		R2
		R3
-	d		c
			c

Рисунок 1 – Электрическая схема неразветвлённой линейной цепи постоянного тока при последовательном соединении приёмников электрической энергии (резисторов)

6

Теоретические сведения о законах электротехники

I	U	– закон Ома,	U E	I R – второй закон Кирхгофа,
	R

Р = W/T = UI = I2 R – закон Джоуля – Ленца.

На основании представленных законов электротехники выполняют расчёт требуемых параметров Rобщ, I, U, P для заданной неразветвлённой линейной цепи постоянного тока при последовательном соединении приёмников электрической энергии (резисторов):

Rобщ	R1			R2		R3 ;	I		U	; U1		I R1 ; U 2 I			R2 ; U 3		I	R3 ;

									Rобщ
									Rобщ
U U		1		U	2	U	; P U I I					2 R	общ	; P U	1	I I 2	R	;
		1			2	3							общ	1	1		1
P U			2	I I 2 R				; P U			3	I I 2 R ; P P P P ,
2			2				2	3			3			3	1	2	3
									P		I 2 Rобщ .

1.2.Схема опыта для разветвлённой линейной цепи постоянного тока при параллельном соединении резисторов (рисунок 2).

+

I

R1

R2

R3

U

I1

I2

I3

-

Рисунок 2 – Электрическая схема разветвлённой линейной цепи постоянного тока при параллельном соединении резисторов

Теоретические сведения о законах электротехники

I	U	– закон Ома,	I 0 – первый закон Кирхгофа,
	R

Р = W/T = UI = I2 R – закон Джоуля – Ленца.

На основании представленных законов электротехники выполняют расчёт требуемых параметров Rобщ, I, U, P для заданной разветвлённой линейной цепи постоянного тока при параллельном соединении приёмников электрической энергии (резисторов):

7

G		G	G		G	, где	G	1	,	1	1		1		1	;
	общ			2
		1			3			R		Rобщ		R1		R2	R3

Rобщ

R1

R2

R3

;

R1 R2

R1 R3

R2 R3

I

I1

I 2

I3

0; I

I1

I 2

I3 ;

I1

U

; I 2

U

; I3

U

; I

U

;

R1

R2

Rобщ

R3

P U I

1

I

2

R

; P U I

2

I 2 R

2

;

P U I

3

I 2

R

;

1

2

3

P

P ;

P

I 2 R

общ

.

1

2

3

1.3.Схема опыта для разветвлённой линейной цепи постоянного тока при комбинированном (смешанном) соединении резисторов (рисунок 3).

a	R1	b
a		b
+
	I1
U	I2	R2	R3
	I2		I3
-		c
		c

Рисунок 3 – Электрическая схема разветвлённой линейной цепи постоянного тока при комбинированном соединении резисторов

Теоретические сведения о законах электротехники

I	U	– закон Ома,	I 0 – первый закон Кирхгофа,
I	R	– закон Ома,	I 0 – первый закон Кирхгофа,
	R
		U E	I R – второй закон Кирхгофа,
		Р = W/T = UI = I2 R – закон Джоуля – Ленца.

На основании представленных законов электротехники выполняют расчёт требуемых параметров Rобщ, I, U, P для заданной разветвлённой линейной цепи постоянного тока при комбинированном соединении приёмников электрической энергии (резисторов):

R	R		R2 R3		; R	R R		; I I		U	;
		2 3					2 3		1
bc			R2	R3		общ 1				Rобщ

8

U ab U1

I R1 ; U bc

U 2

I R2 ; U bc

U 3

I R3 ;

U bc U U ab ; U U ab

U bc ; I

2

I

R3

; I3

I

R2

;

R2

R3

R2 R3

P U I ; P U

1

I

1

I 2

R

;

P U

bc

I

2

I 2

R

;

1

2

P U

bc

I

3

I 2

R

; P P P P

; P

I 2 R

общ

.

3

1

2 3

2. Задание

Согласно схемам соединений резисторов, представленных на рисунках 1, 2 и 3, провести расчёты параметров цепи: тока, напряжения и мощности на всех участках каждой схемы, приняв в качестве исходных соответствующий вариант.

Результаты расчётов занести в таблицу 2 и оформить отчёт о проделанной работе.

Таблица 2 – Результаты расчётов

Виды соединения

Напряжение, В

Ток, А

Мощность, Вт

резисторов R

U

U1

U 2

U 3

I

I1

I 2

I 3

P

P1

P2

P3

Последовательное

(рисунок 1)

Параллельное

(рисунок 2)

Комбинированное

(рисунок 3)

Сделать выводы о проделанной работе.

3. Контрольные вопросы

3.1. Чем отличается простая неразветвлённая электрическая схема от сложной разветвлённой?

3.2. Дайте определение понятиям: «ветвь», «контур», «узел». 3.3. Как понимается и читается закон Ома для заданных схем.

3.4. Как понимаются и читаются законы Кирхгофа для заданных схем.

Практическое занятие № 2

РАСЧЁТ РАЗВЕТВЛЁННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА МЕТОДОМ КОНТУРНЫХ ТОКОВ

Цель занятия: Приобретение практических навыков расчёта разветвлённых электрических цепей постоянного тока с несколькими источниками питания методом контурных токов.

9

Для разветвлённой электрической цепи, представленной на рисунке 1, требуется рассчитать токи в ветвях методом контурных токов и составить баланс мощности. Исходные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант				Величина
	E1, В	E2 , В	R1 , Ом	R2 , Ом	R3 , Ом	R4 , Ом	R5 , Ом	R6 , Ом
1	100	200	15	15	20	25	30	35
2	120	180	20	15	10	12	40	35
3	180	300	40	25	30	15	40	15
4	200	230	20	30	40	10	15	20
5	150	120	30	40	15	20	25	25
6	110	180	25	20	35	30	20	40

1. Электрическая схема практического занятия

		2
	I1
R1	R2		I2
	I11		I2	I
	I11			I	22	R3
	Е2				22
	Е2						I3
E1							I3
E1
	I4					I5	3
1		4					3
	R4	4		R5
	R4			R5

I33

I6

R6

Рисунок 1 – Схема разветвлённой электрической цепи с несколькими источниками энергии

Метод контурных токов применяется для расчёта сложных электрических цепей, имеющих больше двух узловых точек.

Суть метода заключается в предположении, что в каждом контуре проходит свой ток. Тогда на общих участках, расположенных на границе двух соседних контуров будет протекать ток, равный алгебраической сумме токов этих контуров.

Указанная процедура достигается за счёт введения обобщённых переменных, так называемых контурных токов, относительно которых составляются

уравнения по второму закону Кирхгофа.

Полученные уравнения решаются относительно контурных токов. Затем токи в ветвях выражаются через найденные контурные токи.

Порядок расчёта рассмотрим на примере схемы (рисунок 1).

Порядок расчёта

1. Определить число уравнений, составляемых по второму закону

10

Материал: 5445

Смотрите также: