Электротехника 2 курс. Электротехника. Задача 1 Дано R11Ом, R22Ом, R33Ом, R44Ом, R55Ом, Е110в найти токи в ветвях Рис. 1 Решение

• Название: Задача 1 Дано R11Ом, R22Ом, R33Ом, R44Ом, R55Ом, Е110в найти токи в ветвях Рис. 1 Решение
• Анкор: Электротехника 2 курс
• Дата: 25.01.2022
• Размер: 0.59 Mb.
• Имя файла: Электротехника.docx
• Тип: Задача; #341273

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ




ЗАДАЧА № 1

Дано: R1=1Ом, R2=2Ом, R3=3Ом,

R4=4Ом, R5=5Ом, Е1=10В
Найти: токи в ветвях

Рис.1

Решение:

1. Расставляем направления токов в ветвях, и указываем обозначение токов на схеме. Направление токов выбираем ПРОИЗВОЛЬНО. Если вы неправильно выбрали направления тока, то в итоге у вас получится ток с «минусом», но величина тока будет верна. Рекомендуется выбирать направление тока от источника питания, присваивать индекс току в ветви в соответствии с индексом сопротивления в данной ветви.

Рис.2

2. Начинаем «сворачивать» схему, «складывая» сопротивления, с дальней от источника питания ветви. В данной схеме дальние от источника ветви содержат элементы R4 и R5. Данные элементы соединены параллельно. В результате преобразования получаем:

R45 = R4 х R5 / R4 + R5 = 4 х 5 / 4 + 5 =

20 / 9 = 2,22 Ом


Рис.3

3. «Сворачиваем» сопротивления R45 и R2, они соединены последовательно. Еще раз перерисовываем полученную схему.
R245 = R2 + R45 = 2 + 2,22 =

4,22Ом

Рис. 4

4. Складываем R3 и R245, они соединены параллельно:


R2345 = R3 + R245 = 3 х 4,22 / 3 + 4,22 =

12,66 / 7,22 = 1,75Ом

Рис.5

5. Складываем два последний элемента R1 и R2345 соединенных последовательно и получаем эквивалентное сопротивление цепи:
Rэкв. = R12345 = R1 + R2345 =

1 + 1,75 = 2,75Ом
Рис.6
6. Теперь находим токи в ветвях «разворачивая» схему обратно. Из рис.6 видно, что I1равен I12345. По закону Ома находим ток I1:

I1 = Е1 / Rэкв. = 10 / 2,75 = 3,63А

7. Рассмотрим рисунок 5. При последовательно соединенных резисторах по ним протекает один и тот же ток, значит I12345 = I 2345 = 3,63А.

8. Далее рассмотрим рис. 4. При «разворачивании» схемы мы получаем параллельное соединение элементов, значит токи нужно находить через напряжения на элементах. Т.к. напряжение в параллельных ветвях равно, найдем U2345 по закону Ома.

U2345 = I 2345 х R2345 = 3,63 х 1,75 = 6,35В

U2345 = U3 = U245 = 6,35В

9. Находим токи I3 и I245:

I3 = U3 / R3 = 6,35 / 3 = 2,12А

I245 = U245 / R245 = 6,35 / 4,22 = 1,5А

10. Рассмотрим рис.3, из которого видно, что I2 = I45 = I6 = I245 = 1,5А

11. Рассмотрим рис.2. R45 получили методом параллельных преобразований, значит токи I4 и I5 будем находить через напряжение.

U45 = I 45 х R45 = 1,5 х 2,22 = 3,33В

12. Т.к. U45 = U4 = U5 = 3,33В, находим:

I4 = U4 / R4 = 3,33 / 4 = 0,83А

I5 = U5 / R5 = 3,33 / 5 = 0,666А
13. Итого: 11 = 3,63А, 12 = 1,5А, 13 = 2,12А, 14 = 0,83А, 15 = 0,666А, 16 = 1,5А.

Выполняем проверку результата:

По 1 закону Кирхгофа составляем управление для любого узла схемы, например:

11 = 12 + 13

11 = 1,5 + 2,12 = 3,62А

Погрешность расчета составила (3,63 – 3,62) х 100% = 1%. Допускается погрешность до 5%. Расчет выполнен верно.

ЗАДАЧА № 2

Дано: R1=1Ом, R2=2Ом, R3=3Ом,

R4=4Ом, R5=5Ом, Е1=10В

Е2=20В
Найти: токи в ветвях
Решение:
1. Расставляем направления токов в ветвях, и направление движения тока в контурах и указываем обозначение токов и напряжений на схеме. Направление токов и направлений движения в контуре выбираем ПРОИЗВОЛЬНО. Если вы неправильно выбрали направления тока, то в итоге у вас получится ток с «минусом», но величина тока будет верна. Рекомендуется выбирать направление тока от источника питания, присваивать индекс току в ветви в соответствии с индексом сопротивления в данной ветви.



2. Составляем уравнение по 1 закону Кирхгофа: I1 = I2 + I3

3. Составляем уравнение по 2 закону Кирхгофа:

U1 + U2 + U3 = Е1

U4 - U2 + U5 = Е2

При составлении уравнений по 2 закону Кирхгофа используем правило: если направление

тока в ветви на напряжении и направление движения в контуре совпадают, но напряжение

берем с плюсом. Если направления не совпадают берем знак минус.

4. Далее решаем систему уравнений, любыми из известных способов:

I1 = I2 + I3

U1 + U2 + U3 = Е1

U4 - U2 + U5 = Е2
4.1 Выражаем напряжение, по закону Ома, через ток и сопротивление:

U1 + U2 + U3 = Е1 = I1хR1 + I3хR2 + I1хR3

U4 - U2 + U5 = Е2 = I2хR4 - I3хR2 + I2хR5

4.2 Находим I1 из 1 уравнения:

I1хR1 + I3хR2 + I1хR3 = Е1

I1хR1 + I1хR3 = Е1 - I3хR2

I1х(R1 + R3) = Е1 - I3хR2

I1 х(1 + 3) = 10 - I3х2

4 I1 = 10 - I3х2

I1 = (10 - I3х2) / 4

I1 = 2,5 – 0,5I3

4.3 Находим I2 из 2 уравнения:

I2хR4 - I3хR2 + I2хR5= Е2

I2хR4+ I2хR5 = Е2 + I3хR2

I2х (R4+ R5) = Е2 + I3хR2

I2х (4+ 5) = 20 + I3х2

I2х 9 = 20 + I3х2

I2 = (20 + I3х2) / 9

I2 = 2,22 + 0,22I3

4.4 Подставляем полученные I1 и I2 в уравнение по 1 закону Кирхгофа:

I1 = I2 + I3

2,5 – 0,5I3 = 2,22 + 0,22I3 + I3

Решаем уравнение:

– 0,5I3 – 0,22I3 – I3 = 2,22 – 2,5

– 1,72 I3 = – 0,28

I3 = – 0,28 / –1,72 = 0,16А

4.5 Подставляем полученное значение I3 в I1 = 2,5 – 0,5I3 и I2 = 2,22 + 0,22I3:

I1 = 2,5 – 0,5I3 = 2,5 – 0,5 х 0,16 = 2,5 – 0,08 = 2,42А

I2 = 2,22 + 0,22I3 = 2,22 + 0,22 х 0,16 = 2,22 + 0,0352 = 2,2552А
5. Подставляем полученные токи в уравнение по 1 закону Кирхгофа для проверки

результата:

I1 = I2 + I3

2,42 = 2,2552 + 0,16

2,42 = 2,4152
Погрешность расчета составила: (2,42-2,4152)*100% = 0,48%. Допускается погрешность до 5%. Расчет выполнен верно.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Задача №1

Вариант	Номер рисунка	Е, В	R1, Ом	R2 Ом	R3 Ом	R4 Ом	R5 Ом
1	2	3	4	5	6	7	8
1	1	120	19	60	60	40	6
2	2	96	30	120	40	90	180
3	3	104	20	80	40	150	100
4	4	160	36	12	36	18	15,6
5	5	84	17,5	30	90	60	16
6	6	276	75	150	100	20	60
7	7	60	54	12	30	6	9
8	8	75	18	18	8	8	5
9	1	96	36	18	11	24	12
10	2	27	40	160	28	120	49

Рис.1

Рис. 2



Рис.3





Рис.4

Рис.5

Рис.6



Рис.7



Рис.8

Задача №2

№ варианта	Рис.	Е1, В	Е2, В	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	R4, Ом	R5, Ом
1	1	180	220	3,9	1,9	40	40	3,9
2	2	110	84,5	7,8	9,9	12	12	7,8
3	3	104	220	1,99	3,9	36	36	1,99
4	4	140	100	1,99	7,98	16	16	1,99
5	5	123	120	19,9	9	13,5	13,5	19,9
6	6	200	160	35,6	17,9	4,4	4,4	35,6
7	7	75	100	4,9	3,4	4,6	4,6	4,9
8	8	200	96	9,8	19,3	10,7	10,7	9,8
9	9	110	150	14,99	5,2	4,8	4,8	14,99
10	10	110	115	10,1	23,98	3,9	3,9	10,1

Задание 3

Ответить на вопросы своего варианта

1. 
   А. Описать свойства р-n перехода, привести и пояснить его вольт-амперную характеристику.
   

Б. Понятия освещения и освещенности. Электрические схемы освещения Способы расчета электрического освещения

2. 
   А. Привести схему простейшего усилителя электрических колебаний на транзисторе p-n-p типа, включенном по схеме с общим эмиттером, и кратко описать процесс усиления колебаний.
   

Б. Способы расчета электрического освещения.

3. 
   А. Полупроводники. Виды электропроводности. Область применения.
   

Б. Схема электроснабжения потребителей электроэнергии.

4. 
   А. Достоинства и недостатки полупроводниковых приборов по сравнению с электронными.
   

Б. Виды ЛЭП. Элементы устройства электрических сетей

5. 
   А. Полупроводниковый диод. Устройство , Применение.
   

Б. Типовые элементы систем автоматики Назначение и типы электроприводов.

6. 
   А. Полупроводниковый диод. Принцип действия.
   

Б. Схемы управления электродвигателями. Выбор двигателей для приводов.

7. 
   А. Назначение и структурная схема выпрямителя.
   

Б. Генераторы постоянного тока. Основные характеристики. Двигатели постоянного тока. Уравнение электрического состояния. Основные характеристики

8. 
   А. Привести схему однополупериодного выпрямителя переменного тока и объяснить по ней процесс выпрямления.
   

Б. Генераторы постоянного тока. Основные характеристики.

9. 
   А. Привести схему двухполупериодного выпрямителя переменного тока с выводом от средней точки трансформатора.
   

Б. Назначение, устройство и принцип действия машин постоянного тока. ЭДС и реакция якоря

10. 
    А. Привести мостовую схему двухполупериодного выпрямителя переменного тока и объяснить по ней процесс выпрямления.
    

Б. Рабочие, скоростные и механические характеристики двигателей