|
|||||||
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 эквивалентногоРешение 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.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.) |