ЛЕКЦИЯ 3 МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ НА ПРИМЕРАХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Метод расчета цепей с использованием законов Кирхгофа Решение системы уравнений, составленных по законам Кирхгофа, позволяет определить все токи и напряжения в рассматриваемой цепи
Пример расчета цепи 2 к 1 к 3 к
ЗАДАНО: ВСЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ, Э. Д. С. И ИСТОЧНИК ТОКА ТРЕБУЕТСЯ: ОПРЕДЕЛИТЬ ТОКИ ВО ВСЕХ ВЕТВЯХ (6 шт. ) И ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЭЛЕМЕНТАХ ПОРЯДОК РАСЧЕТА * РАССТАВЛЯЕМ НАПРАВЛЕНИЯ ТОКОВ В ВЕТВЯХ * ОПРЕДЕЛЯЕМ КОЛИЧЕСТВО УЗЛОВ (n. У = 4). Из них количество независимых узлов n= nу-1 * ОПРЕДЕЛЯЕМ КОЛИЧЕСТВО ВЕТВЕЙ (n. B = 6) • ОПРЕДЕЛЯЕМ КОЛИЧЕСТВО независимых КОНТУРОВ • (КЗ = n. B – n. У + 1= 3)
* СОСТАВЛЯЕМ УРАВНЕНИЯ БАЛАНСА ТОКОВ ДЛЯ ЗНАЧИМЫХ УЗЛОВ ПО ПЕРВОМУ ЗАКОНУ КИРХРОФА
* СОСТАВЛЯЕМ УРАВНЕНИЯ ПО ВТОРОМУ ЗАКОНУ КИРХГОФА ДЛЯ ЗНАЧИМЫХ КОНТУРОВ
Уравнения в матричной форме:
Или: А·Х = В, тогда Х =А-1·В А= Х= В=
ТЕОРЕМА ТЕЛЛЕДЖЕНА Для любого момента времени сумма вырабатываемых мощностей источников равна сумме потребляемых мощностей во всех пассивных элементах рассматриваемой цепи
Математическая запись закона ИЛИ
Пояснение Эта теорема является законом сохранения энергии в электрической цепи и применяется как баланс мощностей для проверки правильности расчетов
Расчет цепей методом контурных токов
В расчет вводятся контурные токи – это фиктивные токи, которые замыкаются в независимых замкнутых контурах, отличающихся друг от друга наличием хотя бы одной новой ветви
Например : в a с
контурные токи ветвей контура
По второму закону Кирхгофа: или
Тогда
В общем виде
суммарное сопротивление к -контура контурный ток к-контура
общее сопротивление между к-контуром и m -контуром соседний контурный ток m -контура суммарная ЭДС к-контура
ПРАВИЛА СОСТАВЛЕНИЯ УРАВНЕНИЙ Контурный ток рассматриваемого контура умножается на сумму сопротивлений своего контура, причем перед этим произведением ставится знак “+”
Соседний контурный ток умножается на общее сопротивление между соседним и рассматриваемым контурными токами, причем перед этим произведением ставится знак “+” если направления этих контурных токов в общем сопротивлении совпадают между собой и ставится знак “-” если направления их не совпадают
В правой части уравнения записывается алгебраическая сумма ЭДС рассматриваемого контура, причем со знаком “+” берутся те ЭДС, направления которых совпадают с направлением тока и «-» , если не совпадают.
Для контура с источником тока контурное уравнение не составляется, так контурный ток этого контура известен и равен току источника тока, причем через источник тока должен проходить только один контурный ток
Пример 1 +
Контурные уравнения
матрица симметрична относительно главной диагонали
по 2 закону Кирхгофа