Расчет цепей постоянного тока 2 (стр. 2 из 2)
Gdaφa + Gdbφb + Gddφd = Idd
Gaa,Gbb,Gdd– собственные проводимости узлов.
Gaa = 1/R13,14,15 + 1/R10 + 1/R6,7,8 = 1/60 + 1/50 + 1/80 = 0,0491 OM-1
Gbb = 1/R13,14,15 + 1/R11,12 + 1/R3,4,5 = 1/60 + 1/70 + 1/80 = 0,0434 OM-1
Gdd = 1/R6,7,8 + 1/R1,2 + 1/R3,4,5= 1/80 + 1/100 + 1/80 = 0,035 OM-1
Gab = Gba, Gad = Gda, Gbd = Gdb – взаимныепроводимости.
Gab = Gba = - 1/R13,14,15 = -1/60 = -0,0167 OM-1
Gad = Gda = - 1/R6,7,8 = - 1/80 = -0,0125 OM-1
Gbd = Gdb = - 1/R3,4,5 = - 1/80 = -0,0125 OM-1
Iaa, Ibb, Idd – узловой ток.
Iaa = - E1/R6,7,8 = - 40/80 = -0,5 A
Ibb = E3/R11,12 = 65/70 = 0,928 A
Icc = 0
Idd = E1/R6,7,8 – E2/R1,2 = 40/80 – 30/100 = 0,2 A
 |
0,0491φa – 0,0167φb – 0,0125φd = - 0,5
- 0,0167φa + 0,0434φb – 0,0125φd = 0,928
- 0,0125φa – 0,0125φb + 0,035φd = 0,2
φa = 3,438 B
φb = 27,521 B
φd = 16,776 B
I1 = φb – φd/R3,4,5 = 0,134 A
I2 = φc – φb + E3/R11,12 = 0,535 A
I3 = φb – φa/R13,14,15 = 0,4013 A
I4 = φa – φc/R10 = 0,0687 A
I5 = φd – φc + E2/R1,2 = 0,467 A
I6 = φa – φd + E1/R6,7,8 = 0,333 A
7. Рассчитать и начертить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего два источника ЭДС.
Найдем чему равны значения потенциалов в точках 1,2,3,4,5.
φ1 = 0
φ2 = φ1 – Е2 = - 30 В
φ3 = φ2 + I5R1,2 = 16,7 B
φ4 = φ3 + I1R3,4,5 = 27,42 B
φ5 = E3 = 65 B
Сопротивление резисторов R, ОМ.
R1,2=100 OM; R11,12=70 ОМ; R13,14,15=60 ОМ; R3,4,5=80 ОМ; R6,7,8=80 ОМ, R10 =50 B.
8. Результаты работы по пунктам 3 и 6 свести в таблице и сравнить их между собою.
В таблице сравним значения токов найденных по методу контурных токов и узловых потенциалов:
Метод | Значения токов, А | |||||
| I1, А | I2, А | I3, А | I4, А | I5, А | I6, А | |
| Контурных токов | 0,134 | 0,5355 | 0,4015 | 0,0685 | 0,467 | 0,333 |
| Узловых потенциалов | 0,134 | 0,535 | 0,4013 | 0,0687 | 0,467 | 0,333 |
При расчетах погрешность не должна превышать 5%. Ток I2 отличается на 0,0005 А - это значение не превышает 5%, - расчет выполнен верно. Ток I3 и I4 отличаются на 0,0002 А - это значение не превышает 5%, - расчет выполнен верно. Остальные токи равны по своему значению.
10. Рассчитать ток в ветви с резистором R1 и R2 методом эквивалентного генератора.
Сопротивление резисторов R, ОМ.
R1,2=100 OM; R11,12=70 ОМ; R13,14,15=60 ОМ; R3,4,5=80 ОМ; R6,7,8=80 ОМ, R10 =50 B.
Напряжение источников E, В.
Е1=40 В; Е2=30 В; Е3=65 В.
Для нахождения тока I5 методом эквивалентного генератора нужно узнать напряжение холостого хода на узлах dc, Uxxdcи эквивалентное сопротивление цепи Rэ:
1) Напряжение холостого хода равно разности потенциалов Uxxdc = φd – φc
φd = φc + I4*R10 – I6*R6,7,8 + Е1
Uxxdc = I4*R10 – I6*R6,7,8 + Е1
Неизвестными остаются токи I4 и I6, которые найдем методом контурных токов, составим систему уравнений:
 |
R11I11 + R12I22 + = E11
R21I11 + R22I22 + = E22
R11, R22 – собственные сопротивления контура.
R11 = R3,4,5 + R6,7,8+R10 + R11,12= 70 + 80 + 80 +50 = 280 OM
R22 = R11,12 + R13,14,15 + R10 = 70 + 60 + 50 = 180 OM
R12 = R21, – взаимные сопротивления.
R12 = R21 = - (R10 + R11,12) = - 120 OM
E11, E22, – контурные ЭДС.
E11 = E1 – E3 = 40 - 65 = -25 B
E22 = E3 = 65 B
 |
280I11 – 120I22 = -25
-120I11 + 180I22 = 65
I11 = 0,0914 А.
I22 = 0,422 А.
I6 = I11 = 0,0914 А.
I4 = I22 – I11 = 0,422 – 0,0914 = 0,3306 А.
Uxxdc = I4*R10 – I6*R6,7,8 + Е1 =0,3306*50 – 0,0914*80 + 40 = 49,218 В.
2) Найдем эквивалентное сопротивление Rэ:
преобразовав соединение треугольника в звезду, найдем следующие сопротивления:
Ra = R10 * R13,14,15/R10 + R13,14,15 + R11,12 = 50 * 60/50 + 60 + 70 = 16,667 OM.
Rb = R11,12 * R13,14,15/R10 + R13,14,15 + R11,12 =60 * 70/50 + 60 + 70 = 23,334 OM.
Rc = R11,12 * R10/R10 + R13,14,15 + R11,12 = 50 * 70/180 = 19,445 OM.
Ra + R6,7,8 = 16,667 + 80 = 96,667 OM.
Rb + R3,4,5 = 23,334 + 80 = 103,334 OM.
Ra,6,7,8,b,3,4,5 = Ra,6,7,8 * Rb,3,4,5/ Ra,6,7,8 + Rb,3,4,5= 49,944 OM.
Rэ= Ra,6,7,8,b,3,4,5+ Rс = 49,944 + 19,445 = 69,389 ОМ.
Теперь можем найти ток в ветви с резистором R1 и R2:
I5 =Uxxdc + E2/Rэ + R1,2 = 49,218 + 30/69,389 + 100 =0,467 А.