Задача 1.1. Линейные электрические цепи постоянного тока
ЗАДАНИЕ № 1. РАСЧЕТ СЛОЖНОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Задание на расчет цепи
По виданному преподавателем номеру варианта соответственно для заданной цепи (схемы) необходимо выполнить следующее:
1. Определить токи в ветвях методом контурных токов.
3. Определить токи в ветвях методом узловых потенциалов.
4. Составить баланс мощностей для исходной схемы.
5. Рассчитать I1для схемы методом эквивалентного генератора
6. Построить потенциальную диаграмму для контура включающего наибольшее количество эдс (Вычислить потенциал всех точек рассматриваемого контура, приняв потенциал одной из них равным нулю).
Примечание. Значение параметров элементов цепи, отсутствующих в схеме варианта задания, необходимо принять равными нулю, хотя они указаны в табл. 2.1 и используются при расчете других схем.
Рис. 1 Расчетные цепи (схемы) постоянного тока
Таблица 1
Значения параметров цепи (схемы) постоянного тока
| Параметры цепи | Е1 | Е2 | Е3 | R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 | R7 |
| Ncx,Nn | В | В | В | Ом | Ом | Ом | Ом | Ом | Ом | Ом |
2. Примерный перечень вопросов для защиты задания
1.Начертите схему электрической цепи, состоящей из источника питания, потребителя (не содержащего эдс) и соединительных проводов. Обозначьте элементы схемы и напишите выражение закона Ома для всей цепи.
2.Напишите закон Ома для участка цепи, содержащего только пассивный приемник энергии (через сопротивление и через проводимость).
3.Напишите обобщенный закон Ома (для участка цепи, содержащего эдс).
4.Напишите выражение для напряжения на зажимах источника в режиме нагрузки.
5.Запишите выражение для эквивалентного сопротивления участка цепи, состоящего:
а) из последовательно соединенных сопротивлений;
б) из параллельно соединенных сопротивлений;
6.Как производятся "свертывание" схемы?
7. Сформулируйте законы Кирхгофа и напишите их математические выражения.
8. Изложите сущность метода расчета сложной цепи методом непосредственного применения законов Кирхгофа.
9. Почему при расчете цепи, содержащей n узлов, можно составить по первому закону Кирхгофа только n-1 уравнений?
10. В чем преимущество метода контурных токов по сравнению с методом непосредственного применения законов Кирхгофа?
11. От чего зависит число уравнений, составляемых при расчете цепи методом контурных токов?
12. По каким соображениям выбираются направления токов в ветвях исходной цепи? Как уточняются эти направления?
13. Может ли направление тока в ветви с эдс быть противоположным направлению этой эдс?
14. Определить показание вольтметра, включенного между любыми двумя точками цепи.
15. Напишите и объясните уравнение баланса мощности для сложной цепи.
Приложение 1 (Пример выполнения)
ЗАДАНИЕ № 1. РАСЧЕТ СЛОЖНОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Задание на расчет цепи
По виданному преподавателем номеру варианта соответственно для заданной цепи (схемы) необходимо выполнить следующее:
1. Определить токи в ветвях методом контурных токов.
3. Определить токи в ветвях методом узловых потенциалов.
4. Составить баланс мощностей для исходной схемы.
5. Рассчитать I1для схемы методом эквивалентного генератора
6. Построить потенциальную диаграмму для контура включающего наибольшее количество эдс (Вычислить потенциал всех точек рассматриваемого контура, приняв потенциал одной из них равным нулю).
Примечание. Значение параметров элементов цепи, отсутствующих в схеме варианта задания, необходимо принять равными нулю, хотя они указаны в табл. 2.1 и используются при расчете других схем.
Рис. 1 Расчетные цепи (схемы) постоянного тока
Таблица 1
Значения параметров цепи (схемы) постоянного тока
| Параметры цепи | Е1 | Е2 | Е3 | R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 | R7 |
| Ncx,Nn | В | В | В | Ом | Ом | Ом | Ом | Ом | Ом | Ом |
2. Примерный перечень вопросов для защиты задания
1.Начертите схему электрической цепи, состоящей из источника питания, потребителя (не содержащего эдс) и соединительных проводов. Обозначьте элементы схемы и напишите выражение закона Ома для всей цепи.
2.Напишите закон Ома для участка цепи, содержащего только пассивный приемник энергии (через сопротивление и через проводимость).
3.Напишите обобщенный закон Ома (для участка цепи, содержащего эдс).
4.Напишите выражение для напряжения на зажимах источника в режиме нагрузки.
5.Запишите выражение для эквивалентного сопротивления участка цепи, состоящего:
а) из последовательно соединенных сопротивлений;
б) из параллельно соединенных сопротивлений;
6.Как производятся "свертывание" схемы?
7. Сформулируйте законы Кирхгофа и напишите их математические выражения.
8. Изложите сущность метода расчета сложной цепи методом непосредственного применения законов Кирхгофа.
9. Почему при расчете цепи, содержащей n узлов, можно составить по первому закону Кирхгофа только n-1 уравнений?
10. В чем преимущество метода контурных токов по сравнению с методом непосредственного применения законов Кирхгофа?
11. От чего зависит число уравнений, составляемых при расчете цепи методом контурных токов?
12. По каким соображениям выбираются направления токов в ветвях исходной цепи? Как уточняются эти направления?
13. Может ли направление тока в ветви с эдс быть противоположным направлению этой эдс?
14. Определить показание вольтметра, включенного между любыми двумя точками цепи.
15. Напишите и объясните уравнение баланса мощности для сложной цепи.
Приложение 1 (Пример выполнения)
Задача 1.1. Линейные электрические цепи постоянного тока
 Рис.0. Схема 1 (общая) | Дано: R1=45 Ом R2=60 Ом R3=33 Ом R4”=60 Ом R4’=20 Ом R5=21 Ом R6’=50 Ом R6”=25 Ом | E1=0 В E2=52,5 В E3=22,5 В J1= 0 А J2= 0,3 А J3=0 А | |
| 1. Преобразование общей схемы по варианту | |||
 Рис.1. Схема 2 (частная по варианту) J3=0 и не изображается. Пунктиром выделен реальный источник  Ом |  Рис.2. Схема 3 эквивалентна схеме 2, если  =18 В  Ом | ||