Параллельное соединение источников электрической энергии
На практике часто встречаются случаи параллельного включения источников электрической энергии, работающих на один или несколько приемников (рисунок 12а).
Определив токи в источниках, мы можем узнать, как распределяется нагрузка между ними. Представим источники ЭДС (рисунок 12а) эквивалентными схемами источников тока, а сопротивление приемника заменим проводимостью 
(рисунок 12б).
Рисунок 12. Параллельное соединение источников электрической энергии
.
, где 
По первому закону Кирхгофа для узла А (рисунок 12а): 
.
Отсюда: 
Это равенство позволяет заменить 3 источника тока одним эквивалентным (рисунок 12в), у которого:
.
Токи в ветвях определяются по следующим формулам:
|
Если ЭДС и внутреннее сопротивление источников одинаковы, то нагрузка между ними распределяется поровну. Общий ток в этом случае 
. Параллельное соединение источников применяется для увеличения тока в приемнике. От схемы (рисунок 12в) можно перейти к схеме (рисунок 12г) с эквивалентным источником ЭДС, разделив уравнение на проводимость 
. 
; 
Задача 1.
=130 В, 
= 0,5 Ом, 
= 30 Ом, 
= 20 Ом, 
= 12 Ом.
Определить токи в схеме на рисунке 11а, мощность приемников и КПД источника.
Контрольные вопросы
1. Расскажите о расчете параллельного соединения пассивных элементов.
2. Как рассчитать схему, содержащую параллельно соединенные источники электрической энергии?
Задача 2.
|
Рисунок к задаче 2
В приведенной схеме Е=100 В; 
Вычислить токи, напряжения и мощности для всех участков цепи, а также мощность источника.
Задача 3.
Определить токи в сопротивлениях 
(схема прежняя), если ток источника составляет 0,6 А.
Задача 4.
К двум узлам электрической цепи присоединены три ветви. В средней ветви последовательно соединены источник энергии с э.д.с. Е=60 В и внутренним сопротивлением 
Ом и два сопротивления 
Ом и 
Ом. Одна крайняя ветвь имеет три последовательно включенных сопротивления: 
Ом, 
Ом и 
Ом. Другая крайняя ветвь состоит из одного сопротивления 
Ом. Составить схему. Определить все токи, а также напряжения на выходе источника и между узловыми точками.
Задача 5.
Электрическая цепь состоит из трех ветвей. В средней ветви включены источник питания с э.д.с. Е=120 В и внутренним сопротивлением 
Ом и последовательно с ним сопротивление 
Ом. В одной крайней ветви включены последовательно сопротивления 
Ом и 
Ом, в другой крайней ветви – два параллельно соединенных сопротивления 
Ом и 
Ом и последовательно с ними сопротивление 
Ом. Составить схему и вычислить все токи, а также мощности: развиваемую источником, отдаваемую во внешнюю цепь и теряемую на внутреннем сопротивлении. Выполнить проверку расчетов по законам Кирхгофа.
Расчет электрических цепей методом эквивалентных сопротивлений (метод свертывания цепи)
Метод эквивалентных сопротивлений применяется для расчета таких электрических цепей, в которых имеются пассивныеэлементы, включенные между собой последовательно, параллельно или по смешанной схеме. Метод заключается в последовательной замене отдельных групп сопротивлений одним эквивалентным до получения самой простой схемы (см. рис. 13г). Затем определяется каждый ток в цепи.
Рисунок 13. Метод свертывания цепи