Консультация № 173624
24.10.2009, 12:54
25.00 руб.
24.10.2009, 13:31
0 2 2
Здравствуйте,уважаемые эксперты!

Методом последовательных эквивалентных преобразований представить участок цепи между зажимами а и b в виде эквивалентного источника ЭДС,определить его параметры Rэкв и Еэкв,и вычислить разность потенциалов между зажимами а и b.
Желательно поподробней,не могу разобраться в этом задании.

Обсуждение

давно
Модератор
156417
2175
24.10.2009, 16:31
общий
это ответ
Здравствуйте, Alik4546.
Начнём с простейших преобразований и заменим резисторы 4-9 одним эквивалентным сопротивлением
Последовательно соединены R6 и R9
R69=R6+R9=6 Ом
R69 параллельно R7
R679=1/(1/R7+1/R69)=3 Ом
R679 последовательно с R8
R6789=R679+R8=6 Ом
R6789 параллельно R5
R56789=1/(1/R6789+1/R5)=3 Ом
R56789 последовательно с R4
R456789=R4+R56789=6 Ом=R

резисторы R1 и R2 и R соединены треугольником. Заменяем его на звезду

При этом R12a+R24a=1/(1/R2+1/(R1+R4a))=2.4 Ом
R12a+R14a=1/(1/R2+1/(R2+R4a))=3.6 Ом
R14a+R24a=1/(1/R4a+1/(R1+R2))=3.6 Ом

Решаем полученную систему (вычитанием уравнений)
R12a=R24a=1,2 Ом
R14a=2.4 Ом
складываем последовательные сопротивления
R234a=R24a+R3=7,2 Ом

Пусть напряжение между точками a и b равно U (примем потенциал в точке b за 0, а в точке а за U)
Ток через Е1 равен I1, ток через E2 равен I2
Также обозначим ещё несколько точек

В точке 1 потенциал равен [$966$]1=1 В (разность потенциалов создаётся источником тока Е1)
В на резисторе R0 падение напряжения равно I1*R0
Таким образом, потенциал в точке а равен [$966$]а=[$966$]1-I1*R0=1-2I1=U
Падение напряжения на сопротивлении R12a равно I1*R12a
В точке 2 потенциал [$966$]2=[$966$]а-I1*R12а=1-3,2I1

На сопротивлении R234a падение напряжения I2*R234а
Отсюда получаем, что потенциал в точке 3 равен [$966$]3=I2*R234а=7,2I2
Так как ЭДС источника тока E2=2 В, потенциал в точке 2 равен [$966$]2=[$966$]3-E2=7,2I2-2

Через сопротивление R14a течёт ток I1-I2, падение напряжения на нём (I1-I2)*R14a=2,4(I1-I2)
потенциал в точке 2 равен [$966$]2=2,4(I1-I2)

[$966$]2=1-3,2I1=7,2I2-2=2,4(I1-I2)
берём 1-е и 2-е выражения
1-3,2I1=7,2I2-2
7,2I2+3,2I1=3

теперь берём 1-е и 3-е выражения
1-3,2I1=2,4I1-2,4I2
умножаем на 3
3-9,6I1=7,2I1-7,2I2
прибавляем ранее полученное выражение
3-9,6I1+3=7,2I1-7,2I2+7,2I2+3,2I1
6-9,6I1=7,2I1+3,2I1
20I1=6
I1=0,3 A
U=1-2I1=0,4 В

Чтобы определить эквивалентную ЭДС, отключим левую часть цепи. Очевидно, что напряжение между точками a и b будет равно напряжению на R14a
Еэкв2*R14a/(R14a+R234a)=2В*2,4Ом/(2,4Ом+7,2Ом)=0,5 В
Теперь подключим между точками сопротивление Rx=1.2 Ом

Сопротивление Rx и R12a составляет 2,4 Ом
Сопротивление Rx, R12a и R14a составляет 1/(1/2,4+1/2,4)=1,2 Ом
Полное сопротивление цепи R=1,2+7,2=8,4 Ом
Ток через Е2 составляет I=2В/8,4 Ом=0,238 А
При этом через внешнюю цепь (так как Rx+R12a=R14a) протекает половина этого тока - Ix=0,119 А
Rx+Rэквэкв/Ix=4,2Ом
Rэкв=3 Ом
5
давно
Мастер-Эксперт
27822
2370
29.10.2009, 10:41
общий
это ответ
Здравствуйте, Alik4546.
Задача явно рассчитана на то, чтобы в процессе её решения "освоить" "метод эквивалентного генератора". Попытаюсь проиллюстрировать, насколько в данном случае оправдано применение этого метода.
1. Отделяем цепочку: источник E2 с последовательно включённым резистором R3; часть общей схемы с резисторами R4 - R9, не содержащую ЭДС, преобразуем в одно эквивалентное сопротивление Rэкв = 6 Ом (я убедился, что такое преобразование Вы хорошо умеете делать сами). В прикреплённом файле это показано на рис. 1а. После соединения этих частей, как показано на рис. 1б, напряжение источника E2 распределяется поровну, поэтому падение напряжения на Rэкв равно половине ЭДС E2, т.е. 1 В.
2. Схему рис. 1б заменяем эквивалентным генератором с ЭДС Eэ1 = 1 В; внутреннее сопротивление Rэв1 этого эквивалентного генератора определяется по "способу Тевенена": оно равно сопротивлению, мысленно замеренному между внешними выводами генератора, когда его ЭДС "выключена". Обратившись к рис. 1б, убеждаемся, что это сопротивление цепочки из параллельно соединённых R3 и Rэкв, т.е. 6/2 = 3 Ом. Полученный генератор изображён на рис. 2а. Теперь, посмотрев на исходную схему, видим, что последовательно с этим генератором включен резистор R2 (как показано на рис. 2б), и мы получили генератор, изображённый на рис. 2в, с ЭДС Eэ1 = 1 В и внутренним сопротивлением Rэв2 = 6 Ом.
3. Подключаем резистор R1 (как показано на рис. 3а); снова на выходе получили половину теперь уже от Eэ1; снова прибегнув к "способу Тевенена", получаем генератор, изображённый на рис. 3б, с ЭДС Eэ2 = 0.5 В и внутренним сопротивлением Rэв3 = 3 Ом.
4. Поскольку внешние выводы этого эквивалентного генератора как раз и являются зажимами а и b, осталось подключить к ним источник E1 с ЭДС E1 = 1 В и внутренним сопротивлением R0 = 2 Ом, как показано на рис. 3в; но, ИМХО, "метод эквивалентного генератора" уже "себя исчерпал", и дальше удобно решать "методом узлового потенциала". Примем потенциал зажима b за 0, тогда потенциал φ зажима а и будет искомой разностью потенциалов. Направив условно токи I1 и I2 от зажима а к зажиму b, по 2-му закону Кирхгофа: I1 = (φ - E1)/R0 (1); I2 = (φ + Eэ2)/Rэв3 (2); по 1-му закону Кирхгофа: I1 + I2 = 0 (3), или, объединив и подставив сразу числа: (φ - 1])/2 + (φ + 0.5)/3 = 0 (4), откуда φ = 0.4 В.
Прикрепленные файлы:
Форма ответа