Линейные электрические цепи постоянного и синусоидальнольного тока. Бравичев С.Н - 15 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Согласно указаниям преобразуем источники тока в источники ЭДС (ри-
сунок 1.22). При расчете задаемся положительными направлениями токов вет-
вей и обозначаем их на схеме. Определяем независимые контуры и обозначаем
направления их обхода. Составляем систему уравнений по методу контурных
токов для электрической схемы на рисунке 1.22.
R
11
I
k1
+ R
12
I
k2
+ R
13
I
k3
= E
k1
R
21
I
k1
+ R
22
I
k2
+ R
23
I
k3
= E
k2
R
31
I
k1
+ R
32
I
k2
+ R
33
I
k3
= E
k3
где R
11
, R
22
, R
33
полные сопротивления первого, второго и третьего контуров,
соответственно, Ом;
R
12,
R
13
, R
21
, R
23
- сопротивления, принадлежащие двум контурам одновре-
менно, Ом. Если направления контурных токов в
общей для контуров ветви совпадают, то взаимное
сопротивление положительно;
E
k1
, E
k2
, E
k3
- алгебраическая сумма ЭДС, входящих в первый, второй и
третий контуры, соответственно, В.
Решение системы уравнений в пакете Мathcad и определение токов показано
на рисунке 1.23.
Ek2 E3 J3 R3+:= Ek2 45= Ek3 E2 J2 R2:= Ek3 30=
R
R11
R21
R31
R12
R22
R32
R13
R32
R33
:= Ek
Ek1
Ek2
Ek3
:= Ik R
1
Ek:= Ik
1.9545
1.7866
0.5686
=
I1 Ik
1
:= I1 1.9545= I2 Ik
1
Ik
3
:= I2 1.3859=
I3 Ik
2
:= I3 1.7866= I4 Ik
2
Ik
3
:= I4 1.2179=
I5 Ik()
3
:= I5 0.5686= I6 Ik
1
Ik
2
:= I6 0.1679=
R11 R1 R2+ R6+:= R11 28.5= R22 R3 R6+ R4+:= R22 45=
R12 R6:= R12 12= R23 R4:= R23 21=
R21 R12:= R21 12= R32 R23:= R32 21=
R13 R2:= R13 7.5= R33 R5 R2+ R4+:= R33 39=
R31 R13:= R31 7.5= Ek1 E2 J2 R2+:= Ek1 30=
Рисунок 1.23 – Расчёт токов методом контурных токов
1.9.3 Определим токи во всех ветвях методом узловых потенциалов.
В методе узловых потенциалов для расчёта цепи с неизвестными токами со-
ставляют систему узловых уравнений, то есть уравнений по второму закону
Кирхгофа. Причём, токи в этих уравнениях выражены по закону Ома через по-
тенциалы узлов, то есть неизвестными в этих уравнениях являются не токи, а
15
       Согласно указаниям преобразуем источники тока в источники ЭДС (ри-
сунок 1.22). При расчете задаемся положительными направлениями токов вет-
вей и обозначаем их на схеме. Определяем независимые контуры и обозначаем
направления их обхода. Составляем систему уравнений по методу контурных
токов для электрической схемы на рисунке 1.22.
       R11Ik1 + R12Ik2 + R13Ik3 = Ek1
       R21Ik1 + R22Ik2 + R23Ik3 = Ek2
       R31Ik1 + R32Ik2 + R33Ik3 = Ek3
где R11, R22 , R33 – полные сопротивления первого, второго и третьего контуров,
                          соответственно, Ом;
     R12, R13, R21, R23 - сопротивления, принадлежащие двум контурам одновре-
                              менно, Ом. Если направления контурных токов в
                              общей для контуров ветви совпадают, то взаимное
                              сопротивление положительно;
     Ek1, Ek2, Ek3 - алгебраическая сумма ЭДС, входящих в первый, второй и
                     третий контуры, соответственно, В.
Решение системы уравнений в пакете Мathcad и определение токов показано
на рисунке 1.23.


    R11 := R1 + R2 + R6               R11 = 28.5         R22 := R3 + R6 + R4               R22 = 45
    R12 := −R6                        R12 = −12          R23 := −R4                        R23 = −21
    R21 := R12                        R21 = −12          R32 := R23                        R32 = −21
    R13 := −R2                        R13 = −7.5         R33 := R5 + R2 + R4               R33 = 39
    R31 := R13                        R31 = −7.5         Ek1 := E2 + J2 ⋅ R2               Ek1 = 30
    Ek2 := E3 + J3 ⋅ R3               Ek2 = 45           Ek3 := −E2 − J2 ⋅ R2              Ek3 = −30


          R11 R12 R13                        Ek1                                             1.9545 
    R :=  R21 R22 R32                  Ek :=  Ek2                                        Ik =  1.7866
                                                                               −1
                                                                     Ik := R        ⋅ Ek
                                                                                              
          R31 R32 R33                        Ek3                                             0.5686 

   I1 := −Ik1          I1 = −1.9545                I2 := Ik1 − Ik3         I2 = 1.3859
   I3 := Ik2           I3 = 1.7866                 I4 := Ik2 − Ik3         I4 = 1.2179
   I5 := ( −Ik) 3      I5 = −0.5686                I6 := Ik1 − Ik2         I6 = 0.1679

                    Рисунок 1.23 – Расчёт токов методом контурных токов

      1.9.3 Определим токи во всех ветвях методом узловых потенциалов.
В методе узловых потенциалов для расчёта цепи с неизвестными токами со-
ставляют систему узловых уравнений, то есть уравнений по второму закону
Кирхгофа. Причём, токи в этих уравнениях выражены по закону Ома через по-
тенциалы узлов, то есть неизвестными в этих уравнениях являются не токи, а

                                                                                                             15