Электротехника → Электрические цепи постоянного тока
Артикул: тоэ51
Автор решения: admin
Расчет электрической цепи постоянного тока. Возможно моментальное решение подобной задачи при наличии администрантора на месте Для заданной схемы ( направления…
Расчет электрической цепи постоянного тока.
Возможно моментальное решение подобной задачи при наличии администрантора на месте
Для заданной схемы ( направления тока и ЭДС, а также их индексы - взяты в произвольном порядке )
- составить необходимое число уравнений по законам Кирхгофа
- определить токи наиболее рациональным способом (выбрано методом контурных токов)
- составить баланс мощностей
- для произвольного контура, содержащего не менее двух ЭДС, построить потенциальную диаграмму
Стоимость работы - 170р
Решение задачи
Контрольная работа
1.1 Уравнения по законам Кирхгофа.
1. Намечаем произвольно направления токов во всех ветвях (см схему)
2. Составляем уравнения по первому закону Кирхгофа. Для нашей схемы с четырьмя узлами нужно составить три уравнения
- для узла А
- для узла В
- для узла С
3. выбираем произвольно направление обхода каждого контура цепи и составляем уравнения по второму закону Кирхгофа. Контуры, для которых составляются уравнения, нужно выбрать так, чтобы каждый из них включал в себя хотя бы одну ветвь не вошедшую в другие контуры. Только при этом условии уравнения, составленые по второму закону Кирхгофа, будут независимыми друг от друга. Поэтому и контуры, выбранные с соблюдением приведенного выше условия , принято называть независимыми. Таким образом, число уравнений, составленых по второму закону Кирхгофа должно быть равно числу независимых контуров:
В этих уравнениях все ЭДС и токи, совпадающие с направлением обхода, записываются со знаком "+" , нправленные навстречк обходу - со знаком "-" . Как видно из данного примера, общее число уравнений, составленных по первому и второму законам кирхгофа равно числу неизвестных токов, т.е. числу ветвей.
Решив эту систему уравнений с шестью неизвестными, определим искомые токи. Если какой либо ток получился отрицательным, то это означает, что его действительное направление противоположно направлению выбранному в п.1.
Рассмотреный метод расчета в подавляющем большинстве случаев является достаточно громоздким и потому практически нецелесообразным. Задача практически упрощается при использовании метода контурных токов и метода узловых потенциалов, в основу которых положены уравнения Кирхгофа.
1.2 Метод контурных токов.
1.Вводим понятие фиктивных контурных токов: и выбераем произвольно направление каждого из них. Значения контурных токов должны быть равны по абсолютной величине значениям токов в несмежных ветвях, т.е.
Тогда токи во всех ветвях схемы определяются из выражений(1)
Таким образом, при использовании методом контурных токов уравнения, составвленные по первому закону Кирхгофа, обращаются в тождества, т.е. этот закон удовлетворяет при любых значениях контурных токов. Значит для решения задачи этим методом достаточно уравнений, составленых по 2-му закону Кирхгофа.
2. Составляем уравнение по 2-му закону Кирхгофа для контурных токов. Для этого подставим в первое из уравнений значения токов в ветвях вриведенное в уравнениях (2)
получим:
Упрощаем:
Далее упрощаем, подставляя числовые значения:
Δ =
Так как Δ не равен 0, то система имеет единственное решение. Вычислим вспомогательные определители
=
=
=
Воспользовавшись формулами Крамера, получим
Значения токов в ветвях определяется из выражения
Сделав проверку по первому закону Кирхгофа
- для узла А
получим
- для узла В
получим
- для узла С
получим
Баланс мощностей
Мощность, генерируемая источниками, Вт
Суммарная мощность приемников ,Вт
Построим потенциальную диаграмму.
Примем потенциал точки а равным 0
Что можно принять равным 0