Расчет электрической цепи
Краткое сожержание материала:
Размещено на
Задача 1
Размещено на
От источника постоянного тока получает питание цепь, состоящая их ряда сопротивлений, включенных смешанно, величины которых известны. Э.Д.С. источника - Е, внутреннее сопротивление - R0.
Начертить схему цепи и определить:
1. эквивалентное сопротивление цепи.
2. токи и напряжения на каждом сопротивлении схемы.
3. расход энергии цепью за время t = 10ч.
Решение проверить составлением баланса мощностей.
Е, В |
100 |
|
R0, Ом |
0,2 |
|
R1, Ом |
10 |
|
R2, Ом |
1 |
|
R3, Ом |
9 |
|
R4, Ом |
3 |
|
R5, Ом |
20 |
|
R6, Ом |
5 |
|
R7, Ом |
12 |
|
R8, Ом |
4 |
|
R9, Ом |
3 |
|
R10,Ом |
6 |
Решение:
1. Начертим схему цепи, обозначим токи и узлы.
2. Определим эквивалентное сопротивление цепи Rэкв:
Цепь имеет смешанное соединение.
3. Начнем с участка АСВ:
- участок АСВ состоит из двух участков: АС и СВ соединенных последовательно;
- на участке АС сопротивления R2, R3 и R3 включены параллельно, сопротивление R234:
; Ом;
- участок АСВ имеет последовательное соединение, сопротивление на участке АСВ:
Ом;
4. Участок AEDB:
- участок ED имеет параллельное соединение резисторов и ;
Ом;
- участок АED имеет последовательное соединение, сопротивление на участке АED:
Ом;
- участок AD имеет параллельное соединение резисторов и ;
Ом;
- участок АEDB имеет последовательное соединение, сопротивление на участке АEDB:
Ом;
Схема приобретает вид:
5. Участок AB:
- участок АВ имеет параллельное соединение:
Ом;
Схема приобретает вид:
6. Общее сопротивление цепи :
Ом;
Схема приобретает вид:
7. По закону Ома для замкнутой цепи определим ток I1:
А;
8. По закону Ома для участка цепи определим напряжение на резисторе R1:
В;
9. Определим напряжение приложенное к цепи:
- сумма падений напряжения на внутреннем сопротивлении источника тока и на внешней цепи равна ЭДС источника:
;
отсюда:
В;
10. По закону Ома для участка цепи определим напряжение на резисторе :
В;
11. Определим токи и :
А;
А;
12. По первому закону Кирхгофа сделаем проверку в узле А:
А;
Токи определили верно.
13. По закону Ома для участка цепи определим напряжение на резисторе :
В;
14. По закону Ома для участка цепи определим напряжение на резисторе :
В;
так как резисторы включены параллельно, то напряжения приложенные к каждому из них будут одинаковыми:
В;
15. Определим токи , :
А;
А;
А;
16. По закону Ома для участка цепи определим напряжение на резисторе :
В;
17. По закону Ома для участка цепи определим напряжение на резисторе :
В;
18. По закону Ома для участка цепи определим ток на резисторе :
А;
19. По первому закону Кирхгофа определим ток I8 из узла А:
А;
20. По закону Ома для участка цепи определим напряжение на резисторе :
В;
21. По закону Ома для участка цепи определим напряжение на резисторе :
В;
22. По закону Ома для участка цепи определим ток на резисторе :
А;
23. По закону Ома для участка цепи определим ток на резисторе :
А;
24. Определим расход энергии цепью за время t = 10ч:
Рассчитаем мощность, потребляемую всей цепью:
Вт;
Расход энергии за 10 часов работы равен:
Вт•час;
25. Для проверки решения составим уравнение баланса мощностей:
;
Вт;
1,621 Вт;
Вт;
Вт;
Вт;
Вт;
Вт;
Вт;
Вт;
Вт;
;
599,631? 599,601;
Неточность допущена при округлениях в расчетах. Задача решена верно.
Задача 2
Магнитная цепь, схема которой приведена на рис.2, состоит из двух вертикальных стержней и двух горизонтальных ярем. Размеры цепи заданы в сантиметрах. В магнитной цепи предусмотрен зазор 0,1 см. На ярмах расположены обмотки с числом витков W1и W2. Зажимы обмоток А, В, С и Д соединены так, как указано в таблице вариантов, при этом получается согласное или встречное соединение обмоток, что следует студенту определить самостоятельно.
Найти:
1) необходимую силу тока для получения в сердечнике заданного магнитного потока Ф (или магнитной индукции В);
2) абсолютную магнитную проницаемость и магнитную проницаемость на участке, где расположены обмотки;
3)потокосцепление и индуктивность обмоток;
Начертить схему магнитной цепи для своего варианта.
Магнитный поток, В -
Магнитная индукция, Тл 0,8
W1 200
W2 900
Обозначения величин
Материал стержней Чугун
Материал ярем Э11
Какие зажимы обмоток соединены вместе - В, С
Индукция, В |
Напряженность магнитного поля, А/м |
|||||
Т |
Гс |
Электротехническая сталь |
Литая сталь |
Чугун |
||
Э 11 |
Э 42 |
|||||
0,25 |
2 500 |
100 |
25 |
200 |
1 050 |
|
0,3 |
3 000 |
113 |
29 |
240 |
1 220 |
|
0,35 |
3 500 |
126 |
33 |
280 |
1 430 |
|
0,4 |
4 000 |
140 |
37 |
320 |
1 640 |
|
0,45 |
4 500 |
155 |
42 |
360 |
1 910 |
|
0,5 |