Вход

Расчет цепей постоянного тока

Контрольная работа по физике
Дата добавления: 10 сентября 2009
Язык контрольной: Русский
Word, rtf, 484 кб
Контрольную можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
Контрольное задание №1 " Расч ет цепей постоянного тока " Задача 1 . В схеме ( рис.1 ) R1 = 2 Ом, R2 = 3 Ом, R5 = 2 Ом, I3 = 1,5 A . Остальные исходные данные привед ены в таблице 1 . На схемах показаны при нятые положительные направления токов в ветвях ; номера токов соответствуют номерам ветвей . Пользуясь законами Кирхгофа и законом Ома, определить все неизвестные т оки и сопротивления, величину и полярность ЭДС E и величину напряжения U, п риложенного к схеме . Для проверки пра вильности расчета составить уравнение баланса мощностей . Определить показание вольтметра . Рис.1 Таблица 1 Варианты R3, Oм R4, Oм R6, Oм I1, А I2, А I5, А I6, А 9 - 4,5 2,7 - 1,8 - 0,3 Задача 2 . В схеме ( рис.2 ) Е1 = 60 В, E6 = 120 В, Е11 = 90 В, R1 = 4 Ом, R2 = 65 Ом, R3 = 9 Ом, R6 = 12 Ом, R8 = 48 Ом, R9 = 5 Ом . Значения остальных сопротивлений даны в таблице 2 . Начертить расчетную электрическую схему, получающуюся при замыкании ключей, указанных в таблице 2 . Рис.2 Таблица 2 Вар . R4, Ом R5, Ом R7, Ом R10,Ом R11 , О м Замк нуты ключи 9 16 28 4 24 15 S2, S3, S7 Упростить схему, заменяя последовательно и параллельно соединенные со противления эквивалентными, используя при необходимости преобразован ие треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду . Полученную схему с двумя узлами рассчитать м етодом узлового напряжения, определить величину и направление токов в и сточниках . Зная токи источников, испо льзуя законы Ома и Кирхгофа, определить все токи и напряжения в исходной расчетной схеме . Для проверки правил ьности расчета составить для исходной схемы уравнение баланса мощност ей . Задача 1 Рис. 3 Исходная схема . Дано : R 1 = 2 Ом , R 2 = 3 Ом , R 4 = 4.5 Ом , R 5 = 2 Ом , R 6 = 2.7 Ом , I2 = 1.8 А , I3 = 1.5 А , I6 = 0 .3 А . Найти : I1, I5, R3, U, E , Ub-c . По первому закону Кирхгофа (для узлов ): для узла а : I1 = I3 + I2=> I1 = 3.3 A для узла d : I5 = I6 + I2=> I5 = - 1.5 A Вывод : так как I 5 < 0 то направление тока I 5 противоположно показному на схеме ( рис.3 ) По второму закону Кирхгофа (для контуров ): для контура I : U = R1*I1 + R3*I3 для конт ура II+III : E = - R5*I5 – R3*I3 + (R2 + R4 ) *I2 для контура IV : - E = R 6* I 6 + R 5* I 5=> E = 2. 19 В Из уравн е ний для II + III контура выразим R 3 : R3 = (-R5*I5 + (R2 + R4 ) *I2-E ) / I3=> R3 = 9 .5 4 В U = R1*I1 + R3*I3 => U = 20 .9 1 В Рассчитаем Ub - c по второму закону Кирхгофа для контура II : Ub-c = R3*I3 – R2*I2 => Ub-c = 8 .9 1 В Проверка результатов : по первому закону Кирхгофа для узла b : I 1 = I 3 - I 5 + I 6 = 3.3 A по второму закону Кирхгофа для контура II + III + IV : 0 = - I 3* R 3 + I 2*( R 2 + R 4 ) + I 6* R 6 = 0 составим уравнение баланса мощностей : U*I1 + E*I5 = R1*I12 + (R2 + R4 ) *I22 + R3*I32 + R5*I52 + R6*I62 => 7 2.2 88 = 7 2.2 88 Вывод : проведённые проверки подтверждают что результаты решения задачи 1 верны . Найдено : I 1 = 3.3 А, I 5 = 1.5 А и протекает в противоположном показному на схеме( рис.3 ) направлений, R 3 = 9 .5 4 Ом, U = 20 .9 1 В, E = 2. 19 В, Ub - c =8 .9 1 В . Задача 2 Рис.4 Исходная схема . Дано : R 1 = 4 Ом, R 3 = 9 Ом, R 4 = 16 Ом, R 5 = 28 Ом, R 7 = 4 Ом, R 8 = 48 Ом R10 = 24 Ом , R11 = 15 Ом , E1 = 60 B, E11 = 90 B . Объединим сопротивления : R (1,3 ) = R 1 + R 3, => R (1,3 ) = 1 3 Ом R (5,7 ) = R 5 + R 7, => R (5,7 ) = 3 2 Ом R (8,10 ) = ( R 8* R 10 ) / ( R 8 + R 10 ). => R(8,10 ) = 16 Ом Рис.5 Схема после объединения сопротивле ний . Преобразуем треугольник сопротивлений R 4, R (5,7 ), R (8,10 ) в эквивалентную звезду : R (4-5,7 ) = ( R 4 * R (5,7 )) / ( R 4 + R (5,7 ) + R (8,10 )) => R (4-5,7 ) = 8 Ом R (5,7-8,10 ) = ( R (5,7 ) * R (8,10 )) / ( R 4 + R (5,7 ) + R (8,10 )) => R (5,7-8,10 ) = 8 Ом R (4-8,10 ) = ( R (4 ) * R (8,10 )) / ( R 4 + R (5,7 ) + R (8,10 )) => R (4-8,10 ) = 4 Ом Рис. 6 С хема после преобразования треугольника в звезду По первому закону Кирхгофа : для узла а : I 3 = I 1 + I 2 (1 ) По второму закону Кирхгофа : для контура I : E 1 = ( R (4-5,7 ) + R (1,3 )) * I 1 + R (4-8,10 ) * I 3(2 ) для контура II : - E 11 = - R (4-8,10 ) * I 3 – ( R (5,7-8,10 ) + R 11 ) * I 2(3 ) Запишем уравнения для Ua - b : Ua-b = R(4-8,10 ) *I3( 4 ) из (2 ) выразим I1 = (E1 - R(4-8,10 ) *I3 ) / (R(4-5,7 ) + R(1,3 )) (5 ) из (3 ) выразим I 2 = ( E 11 - R (4-8,10 ) * I 3 ) / ( R (5,7-8,10 ) + R 11 ) (6 ) подставим в (1 ) I3 = (E1 - R(4-8,10 ) * I3 ) / (R(4-5,7 ) + R(1,3 )) + + (E11 - R(4-8,10 ) * I3 ) / (R(5,7-8,10 ) + R11 ) => I3 = 4.9 62 A из (5 ) I1 = 1.9 12 A из (1 ) I2 = 3 .0 5 A из (4 ) Ua-b = 19 .8 48 В Проверка результатов : по первому закону Кирхгофа для узла b : I 3 = I 1 + I 2 = 4.9 62 A по второму закону Кирхгофа для контура I + II : E1-E11=(R(4-5,7 ) +R(1,3 )) *I1+R(4-8,10 ) *I3-R(4-8,10 ) *I3-(R(5,7-8,10 ) +R11 ) *I2 30 ≈ - 30 составим уравнение баланса мощностей : E1*I1 + E11*I2 = (R(4-5,7 ) +R(1,3 )) *I 1 2 + R(4-8,10 ) *I32 + (R(5,7-8,10 ) +R11 ) *I22 397,2 ≈ 397,2 Вывод : проведённы е проверки подтверждают что результаты решения задачи 2 верны . Найдено : I 1 = 1.9 12 А, I 2 = 3 .0 5 А , I 3 = 4.9 62 А , U а- b = 19 .8 48 В . Определим остальные токи и напряжения в схеме, для это го зададимся направлениями токов в схеме . Рис.7 Исходная схема с обозначенными тока ми . По первому закону Кирхгофа (для узлов ): для узла с : I1= - I5 + I4(7 ) для узла d : I2= - I5 + I8 + I10(8 ) По второму закону Кирхгофа : Ue - c = E 1 - R (1,3 ) * I 1=> Ue - c = 35 .1 44 B Ue - d = E 11 - R 11* I 2=> Ue - d = 4 4.2 49 B По закону Ома : I4 = Ue-c / R4 => I4 = 2. 19 7 A I10 = Ue-d / R10=> I10 = 1.8 44 A I8 = Ue-d / R8=> I8 = 0 .9 22 A из (7 ) I5 = 0 .2 85 А На данном этапе мы рассчитали все токи в исходной схеме теперь по закону Ома заполним табли цу 3 Таблица 3 . - R1 R3 R4 R5 R7 R8 R10 R11 R(O м ) 4 9 16 28 4 48 24 15 U(B ) 7 .6 5 17 .2 1 35 .1 5 7 .9 8 1.1 4 4 4.2 56 4 4.2 56 45 .7 5 I(A ) 1.9 12 1.9 12 2. 19 7 0 .2 85 0 .2 85 0,92 2 1,8 44 3 .0 5 P (Вт ) 1 4.6 2 3 2.9 77 .2 3 2.2 7 0 .2 3 40 .8 8 1.6 1 139 .5 4 Проверка результатов : составим уравнение баланса мощностей для исходной сх емы E1*I1 + E11*I2=P1 + P3 + P4 + P5 + P7 + P8 + P10 + P11 397,23 ≈ 389 .8 7 Вывод : проведённы е проверки подтверждают что результаты решения задачи 2 верны . Найдено : Все найде нные величины приведены в таблице 3 . Рассчитаем схему ( Рис.6 ) методом узлового напряжения . Запишем формулу для Ua - b : Ua - b = 19 .8 5 В из формулы (4 ) выраз им I 3 и найдём его I 3 = 4.9 62 A используя формулы (4 ) и (5 ) найдём I 1 = 1.9 12 A используя формулы (4 ) и (6 ) найдём I 2 = 3 .0 5 А Вывод : результаты расчёта схемы методами узлового напряжения и по законам Кирхгофа получ ились идентичными что говорит о том что результат независим от метода расчётов .
© Рефератбанк, 2002 - 2017