Загрузил doran martel

SEM 1

реклама
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Семинары Князьковой Т.О.
МОДУЛЬ 1. «Цепи постоянного тока. Основы анализа и расчета электрических цепей»
Любые упражнения по изучению электротехники необходимо начинать с проработки лекционного
материала и соответствующего раздела в учебнике. Следует также выучить правила составления
уравнений и свойств соединений элементов схем.
СЕМИНАР 1
Свойства последовательного соединения
Rэкв = R1+R2+R3
I = E/R экв
U = U1+U2+U3 = R1·I + R2·I + R3·I =Rэкв∙I
Задача 1
Необходимо измерить напряжение 100В, вольтметром 10В, с внутренним сопротивлением
10кОм. Что сделать?
Добавить последовательно к вольтметру резистор
Rдоб
Расчёт
10
UV

 1 мА
R V 10000
U доб  U  U v  100  10  90 B
I
R доб 
90
U доб

 90 кОм
I
0,001
Вывод: последовательное соединение, являясь делителем
использовать для расширения пределов измерения вольтметров.
напряжения,
можно
Задача 2
Определить эквивалентное сопротивление, токи в цепи.
Iвх = I1+I2+I3
I1 = U/R1 = UG1
I2 = U/R2 = UG2
I3 =U/R3 = UG3
Семинар 1
1
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Семинары Князьковой Т.О.
МОДУЛЬ 1. «Цепи постоянного тока. Основы анализа и расчета электрических цепей»
Задача 3
Определить эквивалентное сопротивление
Рассматривая данную схему,
видим, что схема имеет
последовательно параллельную цепь, где резисторы с
сопротивлениями 4 и 6 Ом соединены параллельно.
Преобразуем этот участок, получаем 2,4 Ом. Далее
резистор 17,6 Ом и резистор с 2,4 Ом соединены
последовательно, поэтому
получаем 20 Ом. Остаётся
параллельно 20 Ом и 20 Ом. Ответ эквивалентное
сопротивление 10 Ом.
Расчёт
R24 
R2  R4  4  6  2,4 Ом
R2  R4 4  6
R 234  17,6  2,4  20 Ом
R экв 
20  20 20

 10 Ом
20  20 2
Задача 4
Определить эквивалентное сопротивление, если R1 = R4 = R5 = 5 Ом R3 = R2 = 10 Ом
Участок с резисторами R4 и R5 закорочен, поэтому:
R23 
R2  R3  10  10  5 Ом
R2  R3 10  10
R экв  5  5  10 Ом
Задача 5
Синтезировать электрическую цепь из резисторов с номиналом 10 Ом, чтобы получилось
эквивалентное 25 Ом.
Используем свойства последовательного и параллельного соединений
Семинар 1
2
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Семинары Князьковой Т.О.
МОДУЛЬ 1. «Цепи постоянного тока. Основы анализа и расчета электрических цепей»
Метод эквивалентных преобразований
R AB 
R3R 2 ,
R3  R 2
I1 
I1  I 2  I 3 ,
I2 
U AB
,
R2
R экв  R1  RAB
U
R экв
U  U AB  I1  R1
I3 
U AB
R3
Задача 6
Определить показания приборов схемы рис 1, если R1 = 5 Ом, R4 = 8 Ом, R5 = 4 Ом,
R3 = 6 Ом, R2 =2 Ом, Е = 100 В.
Расчёт проводим методом эквивалентных преобразований
Рис 1
Решение: запишем уравнения по законам Кирхгофа для проверки расчёта токов
I1  I 2  I 3
I 1  R1  I 2  ( R 2  R 4)  E
I 3 ( R 3  R 5)  I 2  ( R 2  R 4 )  0
Свернём схему, т.е. упростим схему и определим эквивалентное сопротивление:
R 24  R2  R4  2  8  10 Ом
R 35  R3  R5  4  6  10 Ом
Семинар 1
R AB 
R 24 R35  5 Ом,
R экв  R1  R AB  10 Ом
R35  R 24
3
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Семинары Князьковой Т.О.
МОДУЛЬ 1. «Цепи постоянного тока. Основы анализа и расчета электрических цепей»
Определим ток источника по закону Ома
I1 
100
U

 10 А
R экв 10
Определим напряжение между узлами А и В, затем токи I2 и I3
U AB  I 1  RАВ  10  5  50 В
I2 
U AB 50
  5 А,
R 24 10
I3 
U AB 50
 5 А
R 35 10
Определим показания приборов:
Амперметр покажет значение тока I3
I3 = IA = 5 A
Показания вольтметра. Рассмотрим контур рис 2.
Запишем
уравнения
по
закону
Кирхгофа
выделенного контура:
I3R3-I2R2+UV=0
UV= –30+10= –20 B
Рис 2
Показания ваттметра:
PW  I 1  U AB  10  50  500 Вт
Семинар 1
4
для
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Семинары Князьковой Т.О.
МОДУЛЬ 1. «Цепи постоянного тока. Основы анализа и расчета электрических цепей»
Задачи для самостоятельной подготовки
1. Определить Uab
2. Определить показания приборов
Дано:
R1 = 2 Ом, R4 =3 Ом, R5 = 1 Ом, R3 = 3 Ом,
R2 = 3 Ом,
Е = 75 В
3. Найти эквивалентное сопротивление, определить показания приборов. Определить
мощность приемника и мощность источника
Дано:
R1 = 10 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 20 Ом, U = 30 В
4. Упростить схему
Семинар 1
5
Скачать