На рисунке показана цепь постоянного тока
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
На рисунке показана цепь постоянного тока, состоящая из семи сопротивлений, соединенных смешанно. Через одно из сопротивлений проходит ток, величина которого задана в таблице вариантов. Определить: 1) эквивалентное сопротивление цепи относительно зажимов АВ; 2) токи, проходящие через каждое сопротивление; 3) напряжение на каждом сопротивлении. Правильность решения задачи проверить, используя первый закон Кирхгофа.
Рис.1.1. Заданная схема
Дано: r1 = 4 Ом, r2 = 6 Ом, r3 = 4 Ом, r4 = 3 Ом, r5 = 3 Ом, r6 = 1 Ом, r7 = 2 Ом, I2 = 12 A.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Обозначим на схеме токи (рис.1.1). Найдем эквивалентное сопротивление цепи относительно зажимов А, В.
Заменим последовательно соединенные сопротивления r5, r6, r7 общим сопротивлением r567:
r567=r5+r6+r7=3+1+2=6 Ом
После такого преобразования схема примет вид на рис.1.2
Рис.1.2.
Теперь заменим параллельно соединенные сопротивления r4, r567 общим эквивалентным сопротивлением r4567
r4567=r4∙r567r4+r567=3∙63+6=2 Ом
После такого преобразования схема примет вид на рис.1.3
Рис.1.3
Заменим последовательно соединенные сопротивления r2, r3, r456 общим сопротивлением r567:
r234567=r2+r4567+r3=6+2+4=12 Ом
После такого преобразования схема примет вид на рис.1.4
Рис.1.4.
Теперь находим эквивалентное сопротивление цепи относительно зажимов АВ как параллельное соединение сопротивлений r1, r234567
rAB=r1∙r234567r1+r234567=4∙124+12=3 Ом
По заданному току I2 и рис.1.4 находим напряжение на входных зажимах АВ по закону Ома:
UAB=I2∙r234567=12∙12=144 B
Ток I1 по рис.1.4
I1=UABr1=1444=36 А
Ток источника по первому закону Кирхгофа для узла А:
I=I1+I2=36+12=48 A
По рис.1.3 видно, что
I3=I2=12 А
Находим напряжение участка СF
По рис.1.3 по закону Ома следует, что
UCF=I2∙r4567=12∙2=24 B
Теперь по рис.1.2 находим, что
I4=UCFr4=243=8 A
I5=UCFr567=246=4 A
Так как сопротивления r5, r6, r7 соединены последовательно, то из рис.1.1 следует, что
I7=I6=I5=4 А
Проверяем соблюдение первого закона Кирхгофа:
а) для узла А: I= I1 + I2, или 48A=36A+12A;
б) для узла B: I1 + I3 = I или 36A+12A=48A
в) для узла С: I4 + I5 = I2 или 8A+4A=12A
г) для узла F: I4 + I6 = I3 или 8A+4A=12A
Находим напряжение на каждом сопротивлении
U1=I1r1=36∙4=144 B
U2=I2r2=12∙6=72 B
U3=I3r3=12∙4=48 B
U4=I4r4=8∙3=24 B
U5=I5r5=4∙3=12 B
U6=I6r6=4∙1=4 B
U7=I7r7=4∙2=8 B