Для цепи постоянного тока со смешанным соединением резисторов начертить схему цепи и определить:
1.Эквивалентное сопротивление цепи относительно входных зажимов.
2.Токи, проходящие через каждый резистор.
3.Составить баланс мощностей.
4.Определить мощность, потребляемую всей цепью за 10 часов работы.
Дано: U=110 В; R1=23 Ом; R2=15 Ом; R3=21 Ом; R4=19 Ом; R5=14 Ом; R6=11 Ом
Схема электрической цепи:
Решение
1.Эквивалентное сопротивление цепи относительно входных зажимов.
Складывая последовательно соединенные сопротивления R5 и R6, получаем сопротивление:
R56=R5+R6=14+11=25 Ом
Сопротивление R56 в свою очередь оказывается соединенным параллельно сопротивлению R4:
R456=R4∙R56R4+R56=19∙2519+25=10,795 Ом
Сопротивление R456 в свою очередь оказывается соединенным параллельно сопротивлению R3:
R3456=R3∙R456R3+R456=21∙10,79511+10,795=7,13 Ом
Складывая последовательно соединенные сопротивления R2 и R3456, получаем сопротивление:
R23456=R2+R3456=15+7,13=22,13 Ом
Сопротивление R23456 соединено параллельно сопротивлению R1
. Эквивалентное сопротивление цепи относительно входных зажимов:
Rэкв=R1∙R23456R1+R23456=23∙22,1323+22,13=11,278 Ом
2.Токи, проходящие через каждый резистор.
Ток в неразветвленной части цепи:
I=URэкв=11011,278=9,753 А
Ток, проходящий через резистор R1:
I1=UR1=11023=4,783 А
Ток, проходящий через резистор R2:
I2=UR23456=11022,13=4,971 А
Падение напряжения на сопротивлении R3456:
U3456=I2∙R3456=14,5∙25=35,441 В
Ток, проходящий через резистор R3:
I3=U3456R3=35,44121=1,688 А
Ток, проходящий через резистор R4:
I4=U3456R4=35,44119=1,865 А
Ток, проходящий через резисторы R5 и R6:
I5=U3456R56=35,44125=1,418 А
3.Составить баланс мощностей.
Мощность источника энергии:
Pист=UI=110∙9,753=1072,9 Вт
Мощность потребителей энергии:
Pпотр=I12R1+I22R2+I32R3+I42R4+I52R5+R6=4,7832∙23+4,9712∙15+1,6882∙21+1,8652∙19+1,4182∙14+11=1072,9 Вт
Баланс мощностей:
Pист=Pпотр
1072,9 Вт=1072,9 Вт
4.Определить мощность, потребляемую всей цепью за 10 часов работы.
W=Pпотрt=1072,9∙10=10729 Вт∙ч=10,729 кВт∙ч