Консультация № 193809
02.11.2018, 14:35
0.00 руб.
1 8 2
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:

Определить силу тока в сопротивлении R3
и напряжение на концах этого
сопротивления, если ЭДС источников тока
ε1=4В, ε2 = 3В. Сопротивления резисторов
R1=2 Ом, R2=6 Ом, R3=1 Ом. Внутренним сопротивлением источников
пренебречь.
Прикрепленные файлы:
c0fa0c3fda32f899a97ca9623d7c5e1ceb0890d8.png

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
02.11.2018, 15:20
общий
Адресаты:
Что мешает Вам самостоятельно ответить на этот вопрос?
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Посетитель
402407
23
02.11.2018, 15:46
общий
02.11.2018, 15:51
мешает отсутствие знаний
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
02.11.2018, 15:53
общий
Адресаты:

Цитата: Александр
мешает отсутствие знаний

Тогда прочитайте сначала соответствующий параграф в учебнике, разберите примеры решения аналогичных задач. После этого может оказаться, что помощь Вам не потребуется.
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Посетитель
402407
23
02.11.2018, 16:49
общий
Цитата: Гордиенко Андрей Владимирович
Тогда прочитайте сначала соответствующий параграф в учебнике, разберите примеры решения аналогичных задач. После этого может оказаться, что помощь Вам не потребуется. smile

это контрольная работа для заочников.нашел похожую задачу,но только там резисторы R2 и R3 поменяны местами. пытался подставить свои значения. но не могу понять откуда берутся некоторые значения. 0.5..0.25...и т.д.
Прикрепленные файлы:
79d0fd4ff13de4a83309e7ad94bdf14d.png
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
02.11.2018, 16:55
общий
Адресаты:
Пожалуйста, потратьте некоторое время на чтение учебника, чтобы восстановить в памяти законы Кирхгофа, которые должны быть известны Вам из школьного курса физики. Потом сможете разобраться и в примере решения. Не делайте наоборот!
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
03.11.2018, 03:45
общий
это ответ
Здравствуйте, eskender1994!
Вы не сообщили конечную цель своего вопроса : Хотите ли Вы стать практичным инженером либо Вам надо просто сдать ответ преподавателю? Противоречие системы образования в том, что заморочные законы Кирхгофа никому не нужны на практике. За 40 лет работы инженером-электроником я изучил, модернизировал и создал сотни электро-схем, пользуясь только простейшим законом Ома и свойством "Сумма токов, втекающих в узел, равна сумме вытекающих". Пока мои коллеги рылись в учебниках в поисках Кирхгофа, я уже решал схему и вносил нужные коррекции для повышения эффективности работы узла.

Вот и в Вашей задаче достаточно дорисовать направления токов/напряжений на схеме - и она сразу понятна. Первые 3 уравнения составлены по закону Ома, 4е - Сумма токов.

Бесплатное инженерно-вычислительное приложение Макад (см ru.wikipedia.org/wiki/Mathcad) решает системы уравнений мгновенно и без ошибок.
Ответ : сила тока в сопротивлении R3 = 1,5 Ампера, напряжение на концах этого сопротивления - 1,5 Вольта.
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
03.11.2018, 10:27
общий
03.11.2018, 14:38
Адресаты:
Вы получили ответ на свой вопрос от Владимира Николаевича, который не воспользовался методом узловых и контурных уравнений, основанных на первом и втором правилах Кирхгофа. Поскольку рассчитываемая цепь содержит два узла, можно применить метод узлового напряжения. Воспользуемся рисунком, который выполнил Владимир Николаевич, обозначив буквой A верхнюю точку (узел), в которой сходятся три ветви цепи, и буквой B -- нижнюю точку (узел), в которой сходятся три ветви цепи. Все токи направим от узла A к узлу B.

Напряжение между узлами A и B называется узловым напряжением и равно разности потенциалов U=[$966$]A-[$966$]B. Согласно закону Ома, ток в ветви, содержащей источник ЭДС [$8496$]1 и сопротивление R1, составляет
I1=([$8496$]1-U)/R1; (1)

ток в ветви, содержащей источник ЭДС [$8496$]2 и сопротивление R2, составляет
I2=([$8496$]2-U)/R2; (2)

ток в ветви, содержащей источник ЭДС сопротивление R3, составляет
I3=-U/R3. (3)

По первому правилу Кирхгофа имеем
I1+I2+I3=0,

что после подстановки выражений (1), (2), (3) даёт
([$8496$]1-U)/R1+I2+([$8496$]2-U)/R2+(-U/R3)=0,

[$8496$]1/R1+[$8496$]2/R2=U/R1+U/R2+U/R3,

([$8496$]1R2+[$8496$]2R1)/(R1R2)=(UR2R3+UR1R3+UR1R2)/(R1R2R3),

[$8496$]1R2+[$8496$]2R1=U(R2R3+R1R3+R1R2)/R3,

U=R3([$8496$]1R2+[$8496$]2R1)/(R2R3+R1R3+R1R2). (4)

Используя формулы (4) и (3), получим
U=R[sub]3[/sub]([$8496$][sub]1[/sub]R[sub]2[/sub]+[$8496$][sub]2[/sub]R[sub]1[/sub])/(R[sub]2[/sub]R[sub]3[/sub]+R[sub]1[/sub]R[sub]3[/sub]+R[sub]1[/sub]R[sub]2[/sub]).

I[sub]3[/sub]=-U/R[sub]3[/sub]=-([$8496$][sub]1[/sub]R[sub]2[/sub]+[$8496$][sub]2[/sub]R[sub]1[/sub])/(R[sub]2[/sub]R[sub]3[/sub]+R[sub]1[/sub]R[sub]3[/sub]+R[sub]1[/sub]R[sub]2[/sub]).


Вам остаётся подставить в последнюю формулу числовые значения величин, выполнить вычисления и получить ответ в амперах. Знак "минус" свидетельствует о том, что в действительности ток I3 направлен от узла B к узлу A (как показано на рисунке Владимира Николаевича).

Фактически Владимир Николаевич использовал описанный выше метод. Рассмотрим, однако, как решить задачу методом узловых и контурных уравнений.

Для составления уравнений нужно знать схему цепи, величины ЭДС и полярность источников, сопротивления всех участков цепи и направления токов на всех участках. Направления токов можно задать произвольно. Если после вычислений окажется, что величина какого-либо тока получена со знаком "минус", то в действительности ток имеет направление, противоположное выбранному. Количество всех составленных уравнений должно быть равно количеству неизвестных токов в цепи; количество составленных узловых уравнений (по первому правилу Кирхгофа) должно быть на единицу меньше количества узлов цепи.

Воспользуемся рисунком Владимира Николаевича. Составим три уравнения: одно (узловое) по первому правилу Кирхгофа, два (контурных) -- по второму. Для нижнего узла цепи имеем
I1+I2-I3=0. (5)

Второе уравнение составим для контура, состоящего из источника ЭДС [$8496$]1, сопротивления R1, сопротивления R3, обходя его против хода часовой стрелки (в соответствии с направлением [$8496$]1). Получим
I1R1+I3R3=[$8496$]1. (6)

Третье уравнение составим для контура, состоящего из источника ЭДС [$8496$]1, сопротивления R1, сопротивления R3, обходя его по ходу часовой стрелки (в соответствии с направлением [$8496$]2). Получим
I2R2+I3R3=[$8496$]2. (7)


Уравнения (5), (6), (7) образуют систему трёх линейных уравнений с тремя неизвестными I1, I2, I3. Поскольку Вам нужно вычислить только I3, постольку Вы можете воспользоваться формулами Крамера и получить
I[sub]3[/sub]=([$8496$][sub]1[/sub]R[sub]2[/sub]+[$8496$][sub]2[/sub]R[sub]1[/sub])/(R[sub]2[/sub]R[sub]3[/sub]+R[sub]1[/sub]R[sub]3[/sub]+R[sub]1[/sub]R[sub]2[/sub]),

что даёт тот же ответ для I3, что и метод узлового напряжения, учитывая выбранное направление тока I3.
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
03.11.2018, 10:28
общий
это ответ
Здравствуйте, eskender1994!

Я изложил свои соображения по ответу на Ваш вопрос в мини-форуме консультации.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа