Электрическая цепь постоянного тока состоит из шести сопротивлений. Внутреннее сопротивление источника принять равным нулю. Определить токи на всех участках цепи, величину ЭДС источника и мощность, потребляемую цепью, если R1=4 Ом, R2=6 Ом, R3=5 Ом, R4=20 Ом, R5=6 Ом, R6=5 Ом, I1=30 мА.
Рис.1.1. Схема по варианту
Ответ
E=587,28 мВ B, P=24,95 мВт, I1=30мА, I2=42,48 мА, I3=2,88 мА, I4=9,6 мА, I5=12,48 мА.
Решение
1. Обозначим на заданной схеме все токи, обозначим узлы. Определяем общее сопротивление цепи (рис.1.1)
Сопротивления R2 и R3 соединены последовательно. Заменяем их одним эквивалентным общим сопротивлением R23 , где
R23=R2+R3=6+5=11 Ом
Сопротивления R4 и R5 соединены параллельно. Заменяем их общим эквивалентным сопротивлением R45, где
R45=R4∙R5R4+R5=20∙620+6=4,615 Ом
После таких упрощений схема показана на рис.1.2.
Рис.1.2
В полученной упрощенной схеме на рис.1.2 сопротивления R45 и R6 соединены последовательно
. Заменяем их одним эквивалентным общим сопротивлением R456 (рис.6), где
R456=R45+R6=4,615+5=9,615 Ом
Рис.1.3
2. По рис.1.3 следует, что напряжение Uab участка ас между узлами «а» и «b» равно
Uab=I1∙R1=0,03∙4=0,12 В
Откуда определяем по рис.1.3, что
I5=UabR456=0,129,615=0,01248 А=12,48 мА
Для узла «а» определяем, что
I2=I1+I5=30+12,48=42,48 мА=0,04248 А
Находим из рис.1.3 напряжение на входе
E=I1∙R1+I2∙R23=0,03∙4+0,04248∙11=0,58728 B=587,28 мВ
По рис.1.2 определяем напряжение участка bc
Ubc=I5∙R45=0,01248∙4,615=0,05759 В=57,59 мВ
Откуда определяем по рис.1.1, что
I3=UbcR4=0,0575920=0,00288 А=2,88 мА
I4=UbcR5=0,057596=0,00960 А=9,6 мА
Мощность, потребляемая цепью равна
P=EI2=0,58728∙0,04248=0,02495 Вт=24,95 мВт
Ответ: E=587,28 мВ B, P=24,95 мВт, I1=30мА, I2=42,48 мА, I3=2,88 мА, I4=9,6 мА, I5=12,48 мА.