АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Методические указания к решению задачи 1. Решение этой задачи требует знание закона Ома для всей цепи и её участков, первого и второго законов Кирхгофа и методики определения эквивалентного

Читайте также:
  1. I. Прокурор: понятие, положение, функции и профессиональные задачи.
  2. I. СУЩНОСТЬ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
  3. I. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
  4. II. Задачи территориального фонда
  5. II. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
  6. II. ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КОНЦЕПЦИИ
  7. II. Основные цели и задачи Программы, срок и этапы ее реализации, целевые индикаторы и показатели
  8. II. Цели и задачи Конкурса
  9. II. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА
  10. III. Задачи Фестиваля
  11. IV. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЗРАБОТКЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ
  12. IV. Решите задачи.

Решение этой задачи требует знание закона Ома для всей цепи и её участков, первого и второго законов Кирхгофа и методики определения эквивалентного сопротивления цепи при смешанном соединении резисторов. Содержание задачи и схема цепи с соответствующими данными приведены в индивидуальном задании. Перед решением задачи рассмотрите типовой пример 1.

Пример 1. Для схемы приведённой на рис. 1а, определить эквивалентное сопротивление цепи RАВ, токи в каждом резисторе и напряжение UАВ,приложенное к цепи. Заданы сопротивления резисторов и ток I2в резисторе R2. Определить мощность, потребляемую всей цепью и расход электрической энергии за 8 часов работы при замыкании ру­бильника Р1. Напряжение UАВ остаётся неизменным.

Решение

Задача относится к теме «Электрические цепи постоянного тока». Обозначим стрелками направление тока в каждом резисторе, индекс тока должен соответствовать номеру резистора, по которому он проходит.

 

Дано: R1=4 Ом R4=10 Ом

R2=15 Ом R5=5 Ом

R3=10 Ом R6=4 Ом

I2=2 A

Определить: I1, I3, I4, I5, I6, P, W.

 

Рис. 1а

 

 

1. Определяем сопротивление последовательно соединенных резисторов R3, R5:

R3,5= R3+ R5=10+5=15 Ом.

Схема цепи принимает вид, показанный на рис. 1б.

 

Рис. 1б

 

 

2. Резисторы R4 и R3,5 соединены параллельно, их общее сопротивление:

R3,4,5= R4 · R3,5 / (R4 + R3,5) = 10 · 15 / (10 + 15) = 6 Ом.

Схема цепи после упрощений приведена на рис. 1в.

Рис. 1в

 

 

3. Резисторы R6 и R4,3,5 соединены последовательно, их общее сопротивление:

R6,4,3,5= R6 + R4,3,5 = 4 + 6 = 10 Ом.

Схема будет иметь вид, приведенный на рис. 1г.

 

Рис. 1г

 

 

4. Заменяем резисторы R2 и R6,4,3,5, соединенные параллельно, одним резистором с сопротивлением:

R2,6,4,3,5 = R2 · R6,4,3,5 / (15+10) = 6 Ом

 

Схема цепи приведена на рис. 1 д.

Рис. 1д

 

 

5. Находим эквивалентное сопротивление всей цепи (см. рис. 1е).

Рис. 1е

 

RЭКВ = R1 + R2,3,4,5,6 = 4 + 6 Ом.

 

 

6. Зная силу тока I2, находим напряжение на резисторе R2:

Ucd = U2 = I2 · R2 = 2 · 15 =30 В.

 

7. Определяем ток в резисторе R6, так как U2 = U6,4,3,5:

I6 = U6,4,3,5 / R6,4,3,5 = 30 / 10 = 3 А.

 

8. Определяем напряжение на участке С г:

UC2 = UCd – Ud2 = U2 – I6 · R6 = 30 – 3 · 4 = 18 B.

9. Определяем ток в резисторе R4:

I4 = ((UC2 = U4) / R4) = 18 / 10 = 1,8 A

 

10. Определяем ток в резисторах R3 и R5:

I3 = I5 = ((UC2 = U3,5) / R3,5) = 18 / 15 = 1,2 A

 

11. Применяя первый закон Кирхгофа, определяем ток I:

I1 = I2 + I3 + I4, или

I1 = I2 + I6,

I1 = 2 + 1,2 + 1,8 = 5 А

 

12. Находим напряжение UАВ, приложенное к цепи:

UАВ = I1 · RЭКВ = 5 · 10 = 50 В.

 

13. При включении рубильника Р1 участок Cd замыкается накоротко и схема цепи имеет вид, показанный на рис. 1 ж.

 

Рис. 1ж

 

 

Эквивалентное сопротивление цепи в этом случае:

RЭКВ = R1

 

14. Ток в цепи I1 равен:

I1 = UАВ / R1 = 50 / 4 = 12,5 А.

 

15. Мощность цепи равна:

Р = I12 · R1 = 12,52 · 4 = 625 Вт.

 

16. Расход электрической энергии за 8 часов работы равен:

W=P·t=625·8=5000 Вт·ч = 5 кВт·ч = 5000 · 3600 = 180 · 105 Вт·сек = 180 · 105 Дж.

 

Ответ: I1 = 5 А, I2 = 2 А, I3 = 1,2 А, I4 = 1,8 А, Р = 625 Вт, UАВ = 50 В,

W = 5000 Вт·ч.

 

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)