Расчет разветвленной цепи постоянного тока с одним источником энергии
В электрической цепи, изображенной на рисунке 1, определить токи в ветвях, напряжение на зажимах и составить баланс мощности.
Исходные данные
Рисунок 1 - Расчетная схема
Таблица 1 - Исходные данные
Вариант I2, А Сопротивление, Ом
R1 R2 R3 R4 R5 R6
0 8 12 7 8 10 18 14
Решение
В исходной схеме укажем направление токов и узлы.
Рисунок 2 - Расчетная схема с обозначением направления токов и узлов
1. Определим общее сопротивление цепи путём преобразования исходной схемы в несколько этапов:
а) Сопротивления R5 и R6 соединены последовательно (рисунок 3), заменяем сопротивлением R56 и определяем по формуле:
Рисунок 3
Ом.
б) Сопротивления R4 и R56 соединены параллельно (рисунок 4), заменяем одним сопротивлением R456:
Рисунок 4
Ом.
в) Сопротивления R3 и R456 соединены параллельно (рисунок 5), заменяем одним сопротивлением R3456:
Рисунок 5
Ом.
г) Сопротивления R2 и R3456 соединены последовательно (рисунок 6), заменяем сопротивлением R23456 и определяем по формуле:
Рисунок 6
Ом.
д) Сопротивления R1 и R23456 соединены параллельно (рисунок 7), общее сопротивление Rобщ определяем по формуле:
Рисунок 7
Ом.
2
. Определим токи в ветвях схемы:
Из схемы по рисунку 3 определяем напряжение между точками 2 и 3:
В.
Так как в исходной схеме сопротивления R3, R4 и R56 соединены параллельно, то напряжения на этих сопротивлениях U3 = U4 = U56.
Так как в исходной схеме сопротивления R5 и R6 соединены последовательно, то токи в этих ветвях I5 = I6.
Токи в ветвях определяем на основе закона Ома:
A;
A;
A.
Из схемы по рисунку 6 определяем напряжение между точками 1 и 2:
В.
Ток в ветви R1 определяем на основе закона Ома:
A.
Ток в неразветвленной части цепи определим на основе первого закона Кирхгофа для узла 1 (рисунок 2):
А.
Формируем сводную таблицу токов.
Таблица 2 - Сводная таблица токов
I1, A I2, A I3, A I4, A I5, A I6, A
7,268 8 3,902 3,122 0,976 0,976
3.Определяем напряжение источника питания:
В.
4