Материал: Конспект лекций (часть 1) Составители А. М. Коленченко Е. Н. Коленченко саранск

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

m( Rk ) некоторого замкнутого контура, при этом они берутся со знаком плюс, если токи совпадают с направлением обхода контура, а в противном случае – со знаком

минус (направление обхода контура выбирается произвольно); Ek–

k1

алгебраическая сумма источников ЭДС, входящих в данный замкнутый контур (берутся со знаком плюс, если направления источников ЭДС совпадают с направлением обхода контура, а в противном случае – берутся со знаком минус).


    1. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   56

АНАЛИЗ И РАСЧЕТ СЛОЖНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Сложными называются разветвленные электрические цепи с несколькими источниками питания.Универсальным методом анализа и расчета таких цепей является метод непосредственного применения первого и второго законов Кирхгофа. Однако в сложных цепях сделать это не всегда возможно по причине очень большого числа совместнорешаемыхуравнений.Поэтомуприрасчетесложныхэлектрическихцепей используют другие более эффективные методы, базирующиеся на использовании законов Кирхгофа.
      1. Метод суперпозиции (наложения)

Метод основан на принципе независимости действия ЭДС, согласно которому токи, протекающие в цепи при наличии нескольких ЭДС, можно представить как алгебраическую сумму токов, вызываемых каждой из ЭДС в отдельности.Расчетпроизводитсяследующимобразом:

  1. полагается, что все ЭДС кроме одной, равны нулю;

  2. для данной ЭДС, сохранив неизменными все сопротивления цепи (включая сопротивления источников питания, ЭДС которых приравнена нулю), рассчитываются токи во всех ветвях и отмечаются их направления;

  3. подобный расчет делается столько раз, сколько ЭДС имеется в исследуемой цепи;

  4. действительный ток в каждой из ветвей определяется как сумма найденных частичных токов (при суммировании учитывается направление частичных токов).
Рассмотримпорядокрасчетаследующейсхемы(рис.3.1):Рис.3.1ОставляемтолькоодинисточникЭДС,например,ЭДСЕ1(рис.3.2).

Рассчитываем токи ветвей I , I и

1 2

3I .

Для этого:



Рис.3.2

а) находим общее сопротивление цепи;

б) находим ток в неразветвленной части цепи;

в) методом разгонки определяем токи в сопротивлениях R2 и R3.


Затем выбираем другой источник ЭДС, а первый приравниваем к нулю (рис.3.3).
2 3 Аналогично предыдущему случаю выполняем расчет частичных

1токов ветвей I

, I

и I .

Действительные токи ветвей рассчитываются по принципу

суперпозиции

II I ,

I2 I2 I2 , I3 I3 I3 .

1 1 1



Рис.3.3

За направление действительного тока выбирается направление большего частичного тока.


      1. 1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   56

Метод контурных токов


Используется в сложных цепях с большим числом узлов. Его преимущество перед другими методами расчета в том, что не требуется составлять уравнения по первому закону Кирхгофа, что сокращает общее число совместно решаемых уравнений:

NКТ

Nв Ny1 NT,

где Nв - число ветвей цепи; Ny - число узлов цепи; NT - число ветвей, содержащих только источники тока.

Суть метода контурных токов в следующем.

Электрическая цепь разбивается на N независимых контуров. Предполагается,

что в каждом контуре протекает свой независимый контурный ток

I11 , I22 ,..., Inn.

В том случае, если в цепи присутствуют источники тока, то считается, что в контурах, содержащих источники тока, протекают контурные токи, равные известным значениям данных источников тока. При этом ветвь с источником тока может входить только в один независимый контур (т.е. ветвь с источником тока не может быть общей между независимыми контурами и, таким образом, входить в два или более независимых контура). Для нахождения неизвестных контурных токов записывается следующая система уравнений:

I11 R11 I22 R12 ...  JnRn E11;

 1

I11 R21 I22 R22  ...  JnRnE22 ;



. . . .
. . . .

2

. . . . .

(3.1)

I

 11



 Rn1

I22

 Rn2

... Jn

n

 Rn

Enn,

где

Rnn– собственное сопротивление контура (алгебраическая сумма сопротивлений,

входящих в контур n);

Rnl– общее сопротивление контуров nи l, причём

RnlRln;

если направления контурных токов в ветви с данным сопротивлением совпадают, то

Rnl 0

(в противном случае

Rnl 0 );

Rn– общее сопротивление ветви контура “ n” с

контуром, содержащим источник тока

Jn;

Enn – собственная ЭДС контура “ n”

(алгебраическая сумма ЭДС, входящих в контур “ n”).

Решением данной системы уравнений являются контурные токи
I11 , I22 , ..., Inn.

Искомые действительные токи ветвей находятся через найденные контурные токи
методом суперпозиции (если контурные токи, составляющие действительный ток, имеют с ним одинаковое направление, то берутся со знаком плюс, а в противном случае – со знаком минус).
Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/179017