Таблица 1 - Схема соединений резисторов

Практическая работа №1

Тема:Расчет электрических цепей постоянного тока

Цель: закрепить умения по расчету электрических цепей методом свертывания с использованием законов Ома

       и Кирхгофа.

Задание.

Дана электрическая схема соединений резисторов (схему взять из таблицы 1 согласно варианту). Вычислить общее сопротивление данной цепи; падение напряжения на каждом из резисторов; токи, протекающие по каждому из резисторов, если известны питающее напряжение – U, величины сопротивления резисторов – R₁, R₂, R₃, R₄, R₅. Составить баланс мощностей. Данные взять из задания из таблицы 2 согласно варианту.

Методические рекомендации

Задание решать методом свёртывания электрической цепи, каждый раз определяя общее сопротивление участков цепи с параллельным или последовательным соединением резисторов и заменяя эти участки одним резистором с расчётным сопротивлением. Для определения токов и падения напряжений использовать закон Ома для участка цепи. При составлении баланса мощностей учитывать то, что в левой части уравнения определяется мощность источника тока, а в правой части – сумма мощностей всех потребителей.

Пример.

Дана электрическая схема соединений резисторов. Вычислить общее сопротивление данной цепи; падение напряжения на каждом из резисторов; токи, протекающие по каждому из резисторов, если известны питающее напряжение – U, величины сопротивления резисторов – R₁, R₂, R₃, R₄, R₅. Составить баланс мощностей. Данные взять из рис. 1 и таблицы № 1 согласно варианту.

Дано: U = 400 В, R₁ = 3 Ом, R₂ = 5 Ом R₃ = 2 Ом, R₄ = 18 Ом, R₅ = 22 Ом.

Определить: R_общ ;I_общ ;I₁; I₂; I₃; I₄; I₅; U₁; U₂; U₃; U₄; U₅.

Составить баланс мощностей.

Решение.

1. Определить общее сопротивление последовательных соединений сопротивлений двух участков заданной электрической цепи – R₁, R₂, R₃  и R₄, R₅:

R_1,2,3 = R₁ + R₂ + R₃ = 3 + 5 + 2 = 10 Ом

R_4,5 = R₄ +R₅ = 18 + 22 = 40 Ом

Заменить вычисленные участки цепи эквивалентными сопротивлениями и начертить полученную схему:

2. Определить общее сопротивление параллельного соединения сопротивлений участка заданной электрической цепи – R_1,2,3 и R_4,5:

R_общ. =  =  =  = 8 Ом

Заменить вычисленные участки цепи эквивалентными сопротивлениями и начертить полученную схему:

3. Определить общий ток в заданной электрической цепи:

I_общ =  =  = 50 А

4. Определить токи, протекающие по участкам электрической цепи с R₁, R₂, R₃ и R₄, R₅:

I₁ = I₂ =  I₃ =  =  = 40 А

I₄ =  I₅ = = = 10 А

5. Определить падение напряжения на каждом из сопротивлений:

U₁ = I₁∙R₁= 40∙3 = 120 В

U₂ = I₂∙R₂ = 40∙5 = 200 В

U₃ = I₃∙R₃ = 40∙2 = 80 В

U₄ = I₄∙R₄ = 10∙18 = 180 В

U₅ = I₅∙R₅ = 10∙22 = 220 В

6. Составить баланс мощностей:

U∙I_общ = I₁²∙R₁ + I₂² ∙R₂ + I₃² ∙R₃ + I₄² ∙R₄ + I₅² ∙R₅

400∙50 = 40²∙3 + 40²∙5 + 40²∙2 + 10²∙18 +10²∙22

20000 = 4800 + 8000 + 3200 + 1800 + 2200

20000 Вт = 20000 Вт

Ответ: R_общ. = 8 Ом; I_общ = 50 А; I₁ = I₂ =  I₃ = 40 А; I₄ = I₅ = 10 А; U₁ = 120 В; U₂ = 200 В; U₃ = 80 В; U₄ = 180 В; U₅ = 220 В

Таблица 2-Исходные данные

Значение

Параметра

единица

изм-я

Вар.

№1

Вар.

№2

Вар.

№3

Вар.

№4

Вар.

№5

Вар.

№6

Вар.

№7

Вар.

№8

Вар.

№9

Вар.

№10

U

В

R1

Ом

R2

Ом

R3

Ом

R4

Ом

R5

Ом

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов