При этом величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников
.
(1.2)
Свернем электрическую цепь относительно источника.
Сопротивление R5 и R8 параллельны:
,
(1.3)
R58
=
=
,
Ом.
Резисторы R2 и R58 соединены последовательно, объединим их.
R258 = R2 + R58 , (1.4)
R258 = 50 + 30 = 80 Ом.
Н
арисуем
схему после преобразования (рис. 1.6).
Нарисуем схему после этого преобразования (рис. 1.7).
Сопротивления R3 и R258 соединены параллельно:
R2358
=
(1.5)
R2358
=
,
Ом.
П
осле
свертывания электрической цепи получаем
цепь с последовательным соединением
элементов рис. 1.8.
В полученной схеме электрической цепи все резисторы соединены последовательно.
Найдем по закону Ома ток I1:
I1
=
(1.6)
I1
=
,
А.
Напряжение между точками 1и 2 U12:
U12 = I1 R2358, (1.7)
U12 = 1,111∙ 40 = 44,444, В.
Перейдем к рассмотрению цепи рис. 1.1.7, из которой найдем токи I2 и I3:
I3
=
,
I2
=
,
(1.8)
I3
=
,
А ,I2
=
,
А.
Рассмотрим цепь рис. 1.1.6, из которой найдем напряжение U32:
U32 = I2 R58, (1.9)
U32 = 0,555∙30 = 16,6667, В.
Для схемы рис.1.2 найдем токи I4 и I5:
I4
=
,
I5
=
,
(1.10)
I4
=
,
А ,I5
=
,
А.
Токи во всех ветвях найдены, проверим правильность расчета с помощью баланса мощности
Рn
ист.
=
Р
m
пр.
(1.11)
Мощность источника
Рист = Е1I1, (1.12)
Рист = 100∙1,111 =111,11, Вт.
Мощность приемников:
Р
m
пр =
,
(1.13)
Р m пр =1,1112 30+1,1112 20+0,5552 80+0,5552 50+0,27782 80+
+0,27782 80 = 111,1106, Вт.
Баланс мощности сошелся, что подтверждает правильность расчетов.
1
.
Составить, согласно варианту, схему
расчетной электрической цепи (рис. 1.9).
Значения параметров элементов цепи
указаны в табл. 1.3. Если какой-либо элемент
в таблице обозначен прочерком, то в
схеме он отсутствует. Знак «минус» перед
значением ЭДС в табл. 1.3 означает, что
на схеме ЭДС направлена в противоположную
сторону.
2. Составить систему уравнений по законам Кирхгофа, необходимую для определения токов во всех ветвях схемы, в дифференциальной и символической формах.
3. Рассчитать комплексные действующие значения токов во всех ветвях схемы. Расчет выполняется любым методом.
4. Рассчитать напряжения на всех элементах схемы.
5. Построить в одних осях координат векторные диаграммы токов и напряжений, рассчитанных в пунктах 3 и 4. Графически показать на векторной диаграмме выполнения законов Кирхгофа для рассматриваемой схемы.
Таблица 1.3
№ |
e1 |
e2 |
e3 |
R1 Ом |
L1 Гн |
C1 мк |
R2 Ом |
L2 Гн |
C2 мк |
R3 Ом |
L3 Гн |
C3 мк |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
01 |
ea |
-ec |
- |
- |
0,8 |
40 |
50 |
- |
20 |
100 |
0,5 |
20 |
i3,uL3 |
02 |
- |
ea |
eв |
50 |
0,5 |
10 |
- |
0,1 |
20 |
100 |
- |
30 |
i3,uR3 |
03 |
eв |
- |
ec |
130 |
- |
- |
20 |
0,5 |
30 |
150 |
0,8 |
10 |
i2,uC2 |
04 |
ea |
- |
-eв |
40 |
0,8 |
30 |
60 |
- |
- |
80 |
0,5 |
10 |
i3,uL3 |
05 |
ec |
eв |
- |
35 |
0,5 |
60 |
100 |
0,2 |
10 |
20 |
- |
- |
i2,uC2 |
06 |
-ec |
ea |
- |
60 |
0,3 |
- |
100 |
0,5 |
10 |
140 |
0,4 |
- |
i2,uL2 |
07 |
eв |
-ec |
- |
25 |
- |
20 |
100 |
0,6 |
- |
30 |
0,5 |
30 |
i1,uR1 |
08 |
eв |
ea |
- |
200 |
- |
10 |
150 |
0,6 |
50 |
120 |
0,5 |
- |
i2,uC2 |
09 |
ec |
- |
ea |
100 |
0,3 |
- |
- |
0,5 |
10 |
100 |
0,6 |
30 |
i3,uL3 |
10 |
-eв |
- |
ec |
- |
0,4 |
20 |
100 |
- |
30 |
120 |
0,5 |
40 |
i1,uC1 |
11 |
ea |
- |
-eв |
100 |
0,5 |
10 |
150 |
0,3 |
- |
- |
0,6 |
20 |
i1,uL1 |
12 |
- |
ec |
ea |
- |
- |
20 |
150 |
0,5 |
10 |
30 |
0,2 |
20 |
i1,uC1 |
13 |
- |
-eв |
ea |
100 |
0,4 |
10 |
- |
- |
20 |
150 |
0,5 |
20 |
i1,uL1 |
14 |
-ea |
- |
eв |
120 |
0,3 |
20 |
50 |
0,8 |
40 |
- |
- |
20 |
i3,uC3 |
15 |
eв |
- |
ec |
80 |
0,5 |
- |
150 |
0,2 |
- |
30 |
0,2 |
20 |
i1, uL2 |
16 |
ec |
-ea |
- |
30 |
0.2 |
50 |
- |
0.5 |
- |
60 |
0.5 |
50 |
i1,uc1 |
17 |
ec |
eв |
- |
45 |
- |
30 |
100 |
0.1 |
10 |
10 |
0.6 |
- |
i3,uL3 |
18 |
- |
eв |
-ec |
150 |
0,5 |
- |
100 |
0,5 |
30 |
- |
0,2 |
10 |
i2,uL2 |
19 |
ec |
- |
eв |
50 |
0,2 |
10 |
60 |
0,5 |
- |
200 |
- |
30 |
i3,uc3 |
20 |
- |
eв |
ec |
- |
0,5 |
50 |
80 |
0,2 |
20 |
100 |
- |
30 |
i2,uC2 |
21 |
eв |
- |
ec |
120 |
0,2 |
- |
60 |
0,3 |
10 |
150 |
- |
20 |
i1,uL1 |
22 |
ea |
- |
-eв |
60 |
0.6 |
- |
50 |
0.8 |
50 |
45 |
0.3 |
10 |
i2,uC2 |
23 |
ea |
- |
ec |
- |
0.25 |
10 |
20 |
0.4 |
- |
35 |
0.25 |
40 |
i2,uL2 |
24 |
ea |
- |
ec |
- |
0,3 |
10 |
200 |
0,5 |
- |
100 |
0,6 |
20 |
i1,uL1 |
25 |
ea |
ec |
- |
50 |
- |
10 |
100 |
0,2 |
20 |
- |
0,5 |
40 |
i2,uL2 |
26 |
ec |
- |
eв |
100 |
0,3 |
40 |
150 |
- |
20 |
50 |
0,6 |
- |
i1,uL3 |
27 |
- |
-ec |
ea |
200 |
0,25 |
10 |
- |
0,8 |
40 |
100 |
- |
20 |
i1,uC1 |
28 |
- |
ec |
ea |
125 |
0,5 |
- |
30 |
- |
20 |
80 |
0,5 |
10 |
i1,uR1 |
29 |
- |
ec |
-ea |
140 |
- |
20 |
- |
0,6 |
40 |
100 |
0,5 |
50 |
i1,uc1 |
Продолжение табл. 1.3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
30 |
- |
eв |
ec |
80 |
0,5 |
30 |
- |
0,4 |
10 |
120 |
0,2 |
- |
i3,uC2 |
31 |
ed |
-ef |
- |
- |
0,8 |
30 |
60 |
- |
25 |
90 |
0,4 |
20 |
i3,uL3 |
32 |
- |
-ed |
eg |
150 |
0,6 |
20 |
- |
0,2 |
20 |
80 |
- |
30 |
i3,uR3 |
33 |
-eg |
- |
ef |
130 |
- |
- |
20 |
0,4 |
35 |
120 |
0,9 |
10 |
i2,uC2 |
34 |
ed |
- |
-ef |
40 |
0,8 |
40 |
60 |
- |
- |
70 |
0,3 |
15 |
i3,uL3 |
35 |
eg |
ef |
- |
35 |
0,5 |
60 |
60 |
0,1 |
10 |
30 |
- |
- |
i2,uC2 |
36 |
-ec |
ed |
- |
40 |
0,6 |
- |
110 |
0,6 |
15 |
120 |
0,5 |
- |
i2,uL2 |
37 |
eв |
-ef |
- |
125 |
- |
30 |
150 |
0,5 |
- |
40 |
0,4 |
30 |
i1,uR1 |
38 |
eв |
-ed |
- |
180 |
- |
20 |
120 |
0,4 |
50 |
110 |
0,3 |
- |
i2,uC2 |
39 |
ec |
- |
eg |
50 |
0,5 |
- |
- |
0,3 |
15 |
110 |
0,7 |
20 |
i3,uL3 |
40 |
-ed |
- |
ec |
- |
0,4 |
10 |
100 |
- |
35 |
90 |
0,3 |
45 |
i1,uC1 |
41 |
ef |
- |
-eв |
80 |
0,3 |
20 |
125 |
0,2 |
- |
- |
0,2 |
20 |
i1,uL1 |
42 |
- |
ef |
-ea |
- |
- |
10 |
145 |
0,4 |
10 |
50 |
0,3 |
30 |
i1,uC1 |
43 |
- |
-ed |
ea |
100 |
0,4 |
20 |
- |
- |
20 |
100 |
0,4 |
20 |
i1,uL1 |
44 |
ef |
- |
eв |
20 |
0,3 |
30 |
50 |
0,9 |
45 |
- |
- |
30 |
i3,uC3 |
45 |
eg |
- |
ed |
80 |
0,5 |
- |
150 |
0,1 |
- |
40 |
0,7 |
30 |
i1, uL2 |
46 |
ed |
-ef |
- |
30 |
0,2 |
50 |
- |
0,6 |
- |
70 |
0,6 |
50 |
i1,uc1 |
47 |
ed |
eg |
- |
65 |
- |
30 |
80 |
0,2 |
15 |
20 |
0,7 |
- |
i3,uL3 |
48 |
- |
ed |
-ec |
50 |
0,5 |
- |
90 |
0,5 |
30 |
- |
0,1 |
40 |
i2,uL2 |
49 |
ed |
- |
-eg |
150 |
0,1 |
50 |
60 |
0,3 |
- |
180 |
- |
30 |
i3,uc3 |
50 |
- |
-ed |
ec |
- |
0,5 |
10 |
80 |
0,2 |
20 |
120 |
- |
30 |
i2,uC2 |
51 |
eg |
- |
ec |
50 |
0,2 |
- |
50 |
0,3 |
15 |
140 |
- |
20 |
i1,uL1 |
52 |
ef |
- |
-eg |
160 |
0,6 |
- |
50 |
0,7 |
50 |
50 |
0,3 |
45 |
i2,uC2 |
53 |
- |
-ef |
ed |
- |
0,25 |
20 |
20 |
0,4 |
- |
30 |
0,25 |
40 |
i2,uL2 |
54 |
eg |
- |
ef |
- |
0,3 |
20 |
150 |
0,5 |
- |
125 |
0,65 |
25 |
i1,uL1 |
55 |
ef |
ed |
- |
50 |
- |
30 |
30 |
0,2 |
20 |
- |
0,5 |
45 |
i2,uL2 |
56 |
eg |
- |
-ef |
90 |
0,3 |
20 |
50 |
- |
25 |
40 |
0,45 |
- |
i1,uL3 |
57 |
- |
-ef |
ed |
180 |
0,5 |
20 |
- |
0,8 |
40 |
90 |
- |
25 |
i1,uC1 |
58 |
-ed |
- |
eg |
75 |
0,5 |
- |
60 |
- |
25 |
90 |
0,5 |
15 |
i1,uR1 |
59 |
ef |
- |
-ed |
150 |
- |
10 |
- |
0,4 |
45 |
110 |
0,5 |
40 |
i1,uc1 |