1) Провести расчёт электрической цепи, применяя законы Кирхгофа
2) Методом контурных токов
3) Составить баланс мощностей для заданной схемы
Дано:
Е1 = 100 В
Е2 = 20 В
Е3 = 0 В
R1 = 20 Ом
R2 = 30 Ом
R3 = 40 Ом
R4 = 10 Ом
I1, I2 I3 = ?
Решение
Направим токи в ветвях по направлению действия ЭДС источников тока, а где нет источников произвольно.
Контурные токи направим по часовой. Изобразим токи на схеме.
В схеме два узла (а,b), три ветви и два независимых контура. Можно составить 2-1= 1 независимое уравнение 1-го закона для узла и ещё два уравнения 2-го закона для замкнутых контуров. Требуется определить три тока, уравнений можно составить тоже три - задача разрешима.
Составляем уравнения Кирхгофа.
1-й закон Кирхгофа: алгебраическая сумма токов в узле равна нулю.
(входящий в узел ток считаем положительным, а выходящий –
отрицательным)
Составляем уравнение:
узел b:
2-й закон Кирхгофа: в замкнутом контуре сумма падений напряжений равна сумме Э.Д.С
.
Будем обходить контуры по направлению вращения часовой стрелки. Падение напряжения будет положительным, если двигаться по направлению тока в сопротивлении и отрицательным, если против тока. Для ЭДС правило знаков аналогично - Е будет положительным, если по направлению обхода потенциал повышается и наоборот.
контур 11:
контур 22:
Получена система уравнений (подставим числовые значения)
Решаем систему. Вычитаем первое уравнение из второго, при этом уходит из системы.
далее умножаем первое уравнение на 2 и прибавляем ко второму.
Определяем другие токи
Получено решение задачи
Все токи имеют положительное значение, это означает, что они в действительности текут в направлениях, показанных на рис.
2) Метод контурных токов
Этот метод позволяет сократить число уравнений, т.к