Для схемы, показанной на рисунке 1 и адаптированной к данным вашего варианта, согласно таблице 1, определить токи I и мощности P на всех участках электрической цепи. Правильность решения проверить составлением баланса мощности ∑Pист = ∑Р.
Рисунок 1
Таблица 1
Вар. R2
R3
R4
R6
E2
E4
E6
Ом Ом Ом Ом В В В
9 8 10 15 4 100 30 60
Решение
Схема электрической цепи в соответствии с таблицей 1, представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Электрическая схема цепи
Узел цепи – место соединения трех и более ветвей, в данной схеме 2 узла.
Ветви – участки цепи, состоящие из одного или нескольких элементов вдоль которого течет один и тот же ток, в данной схеме 3 ветви.
Контур – любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, в данной схеме 2 контура.
Выберем положительное направление токов в ветвях
. Обход контура направляем по часовой стрелке.
Составим систему уравнений по первому и второму законам Кирхгофа:
I1-I2+I3=0I1R2+R3+I2R4=E2+E6-I2R4-I3R6=-E4-E6
Подставляем заданные данные:
I1-I2+I3=018I1+15I2=160-15I2-4I3=-90
Решим систему методом Крамера. Найдем определитель системы:
∆=1-11181500-15-4=1∙15∙-4+18∙-15∙1+0∙-1∙0-
-0∙15∙1-0∙-15∙1-18∙-1∙-4=-402
Найдем вспомогательные определители путем замены столбцов при неизвестных на столбец свободных членов:
∆1=0-11160150-90-15-4=0∙15∙-4+160∙-15∙1+0∙-1∙(-90)-
-(-90)∙15∙1-0∙-15∙0-160∙-1∙-4=-1690
∆2=1011816000-90-4=1∙160∙-4+18∙(-90)∙1+0∙0∙0-
-160∙0∙1-0∙-90∙1-18∙0∙-4=-2260
∆3=1-1018151600-15-90=1∙15∙-90+18∙-15∙0+160∙-1∙0-
-0∙15∙0-160∙-15∙1-18∙-1∙-90=-570
Найдем токи по формулам Крамера:
I1=∆1∆=-1690-402=845201 А≈4,204 А
I2=∆2∆=-2260-402=1130201 А≈5,622 А
I3=∆3∆=-570-402=9567 А≈1,418 А
Проведем проверку решения по первому закону Кирхгофа:
I1-I2+I3=0
845201-1130201+9567=0
845201-1130201+9567=0
-285201+9567=0
-9567+9567=0
0=0
Составим уравнения для определения мощности приемника:
Pпр=I2R
Имеем:
Pпр=I12R2+R3+I22R4+I32R6
Pпр=4,20428+10+5,6222∙15+1,4182∙4=800,271
Составим уравнения для определения мощности источника:
Pист=EI
Имеем:
Pист=E2I1+E6I2+E4I3=100∙4,204+60∙5,622+30∙1,418=800,26
Получаем баланс мощностей:
Pист=Pпр
800,26 Вт=800,271 Вт
С учетом погрешностей вычисления, получен верный баланс.