Методические указания к решению задачи контрольной работы №1
Решение этой задачи требует знания закона Ома для всей цепи и её участков, первого закона Кирхгофа и методики определения эквивалентного сопротивления цепи при смешанном соединении резисторов. Содержание задачи и схемы цепей с соответствующими данными приведены в условии и табл.3. Перед решением задачи рассмотрите типовой пример 1.
Пример 1. Для схемы, приведенной на рис.1, определить эквивалентное сопротивление цепи RАВ, точки в каждом резисторе и напряжение UАВприложенное к цепи. Заданы сопротивления резисторов и ток I4 в резисторе R4. Как изменятся токи в резисторах при: а) замыкании рубильника Р1. б) расплавлении вставки предохранителя Пр.4?
В обоих случаях напряжение UАВостается неизменным.
Решение:
Задача относится к теме «Электрические цепи постоянного тока». После усвоения условия задачи проводим поэтапное решение, предварительно обозначив стрелкой направление тока в каждом резисторе. Индекс тока должен соответствовать номеру резистора, по которому он проходит.
1. Определяем общее сопротивление разветвления R2, R3.Резисторы соединены параллельно, поэтому
R2,3 = R2*R3/(R2+R3) = 15*10/(l5+10) =6 Ом.
Теперь схема цепи принимает вид, показанный на рис.1,б.
2. Резисторы R2,3 и R5 соединены параллельно, их общее сопротивление
R2,3,5 = R2*R5 = 6 + 4 = 10 ОМ.
Соответствующая схема приведена на рис.1,в.
3. Резисторы R2,3,5 и R4 соединены параллельно, их общее сопротивление
|
|
|
R2,3,4,5 = 10*l0/(l0+l0) = 5 0M.
Теперь схема цепи имеет вид, приведенный на рис.1,г.
4. Находим эквивалентное сопротивление всей цепи
RА,В = R1 + R2,3,4,5 = 5 + 5 = 10 Ом (рис.1,д).
5. Зная силу тока I4,находим напряжение на резисторе R4
U4 = I4 *R4 = 5*10 = 50 В.
Это же напряжение приложено к резисторам R2,3 +R5 (рис.1, б). Поэтому ток в резисторе R5
I5 = U4(R2,3+R5) = 50(6+4) = 5 A.
6. Находим падение напряжения на резисторе R5
U5 = I5*R5 = 5*4 = 20 B.
Поэтому напряжение на резисторах R2,3
U2,3 = U4 - U5 = 50-20 = 30 B.
7. Определяем токи в резисторах R2 и R3
I2= U2,3/R2 = 30/15 = 2 A ;
I3= U2,3/R3 = 30/10 = 3 А.
Применяя первый закон Кирхгофа, находим ток в резисторе R1
I1 = I2 +I3 +I4 = 2+3+5 = I0A.
8. Вычисляем падение напряжения на резисторе R1
U1 = I1*R1 = 10*5 = 50 В.
9. Находим напряжение UАВ, приложенное ко всей цепи
UAB = I1*RАВ = 10*10 = 100 В или UAB = U1+ U4 = 50+50 = 100 В.
10. При включении рубильника Р1 сопротивление R1 замыкается накоротко и схема цепи имеет вид, показанный на рис.1,е. Эквивалентное сопротивление цепи в этом случае
R'АВ = UАВ = R2,3,4,5 = 5 Ом.
Поскольку напряжение UAВ остается равным 100 В, можно найти токи на ре-зисторах R1 и R5
I4 = UАВ/R4 = 100/10 = 10 A; I5 = UАВ/(R2,3+R5) = 100/(6+4) = 10 A.
Определим падение напряжения на резисторе R5
U5 = I5*R5 = 10*4 = 40 В.
Поэтому напряжение на резисторах R2 и R3
U2,3 = UАВ – U5 = 100 - 40 = 60 В.
|
|
|
Теперь можно найти токи в резисторах R2 и R3
I2 = U2,3/R2 = 60/15 = 4 A;
I3 = U2,3/R3 = 60/10 = 6 A.
Проверим правильность вычисления токов, используя первый закон Кирх-гофа
I1 = I2+ I3+ I4= 4+6+10 = 20 А.
Однако
I = UAB/R2,3,4,5 = 100/5 = 20 А.
Таким образом задача решена верно.
| Министерство транспорта Российской Федерации. Федеральное агентство железнодорожного транспорта. Кировский филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (Кировский филиал МИИТ.)
Отчёт по лабораторным работам. Учебная дисциплина: «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА» Выполнил(а): Студент(ка) группы______________________ Проверил: преподаватель ______ С.П.Тюлькин
г. Киров 201 4 г .
Ответы
Критерии оценки . Вопросы разбиваются на 6 тестов, в каждом по 5 вопросов с 4 или 3 ответами, один ответ является правильным. На оценку « отлично»- 5 правильных ответов; «хорошо» - 4 правильных ответа; «удовлетворительно»- 3 правильных ответами; «неудовлетворительно» -меньше 3-х правильных ответов
 Мы поможем в написании ваших работ! |