Расчет разветвленной электрической цепи постоянного тока с одним источником электрической энергии
Для электрической цепи определить:
Токи в ветвях методом преобразований.
Мощность, потребляемую источником энергии и мощность потребителей.
Составить уравнения по первому закону Кирхгофа для узлов схемы. Составить уравнения по второму закону Кирхгофа для любого замкнутого контура, включающего источник ЭДС Е. Решать эту систему уравнений не следует.
Рис.1.1. Заданная схема
Дано: Е=70 В, R1=9 Ом, R2=14 Ом, R3=10 Ом, R4=15 Ом, R5=11 Ом, R6=16 Ом.
Решение
Обозначим на заданной схеме токи и узлы (рис.1.2):
Рис.1.2. Расчетная схема
На расчетной схеме рис.1.2 сопротивления R5 и R6 соединены параллельно. Можем заменить их общим эквивалентным сопротивлением R56 (рис.1.3), где
R56=R5∙R6R5+R6=11∙1611+16=6,519 Ом
Рис.1.3. Схема после первого упрощения
Теперь заменяем последовательно соединенные сопротивления R4 и R56 одним эквивалентным сопротивлением R456 (рис.1.4), где
R456=R4+R56=15+6,519=21,519 Ом
Рис.1.4. Схема после второго упрощения
На полученной схеме рис.1.4 сопротивления R3 и R456 соединены параллельно
. Можем заменить их общим эквивалентным сопротивлением R3456 (рис.1.5), где
R3456=R3∙R456R3+R456=10∙21,51910+21,519=6,824 Ом
Рис.1.5. Схема после третьего упрощения
Теперь заменяем последовательно соединенные сопротивления R2 и R3456 одним эквивалентным сопротивлением R23456 (рис.1.6), где
R23456=R2+R3456=14+6,824=20,824 Ом
Рис.1.6. Схема после четвертого упрощения
По рис.1.6 можем найти
I1=ER1=709 =7,778 А
I2=ER23456=7020,824=3,362 А
Находим общий ток всей цепи (ток источника) по первому закону Кирхгофа для узла «а»:
I=I1+I2=7,778+3,362=11,14 А
По рис.1.5 можем найти напряжение участка bd
Ubd=I2∙R456=3,362 ∙6,824=22,942 B
Теперь по рис.1.4 можем найти токи I3, I4:
I3=UbdR3=22,94210 =2,294 А
I4=UbdR456=22,94221,519 =1,066 А
По рис.1.3 можем найти напряжение участка cd
Ucd=I4∙R56=1,066 ∙6,519=6,949 B
Теперь по рис.1.2 можем найти токи I5, I6:
I5=UcdR5=6,94911 =0,632 А
I6=UcdR6=6,94916 =0,434 А
2