6.3. Определяем контурные токи
; ; .7. Используя рассчитанные контурные токи, определяем реальные токи в ветвях схемы. Руководствуемся правилом: реальные токи в независимых ветвях схемы (принадлежащих только одному контуру) определяются только контурным током рассматриваемого контура
.Реальные токи в общих ветвях между смежными контурами определяются по принципу наложения: алгебраической суммой смежных контурных токов. При этом знак каждого контурного тока определяется совпадением (+) или несовпадением (–) его направления с заданным положительным направлением реального тока в рассматриваемой ветви.
.Второй пункт задания выполнен.
III. Выполнение третьего пункта задания.
Рассматриваемая схема замещения содержит четыре узла, поэтому к заданной схеме метод двух узлов непосредственно не применим.
1. Используя эквивалентное преобразование участка схемы
, соединенного по схеме «треугольник», в участок , соединенный по схеме «звезда» (отмечен на рис. 4 пунктиром), приводим начальную схему к схеме, содержащей два узла (рис.5).Рис. 4 Рис. 5
При этом
. .Эквивалентно объединяя последовательно соединенные
-элементы в каждой ветви, получаем исходную схему для расчета методом двух узлов (рис. 6).Рис. 6
При этом
2. Произвольно задаем положительное направление токов в ветвях схемы и положительное направление узлового напряжения
(рис. 6)3. Рассчитываем проводимости ветвей схемы
.4. Используя основную формулу метода, определяем узловое напряжение
.Знак слагаемых числителя определяется несовпадением (+) или совпадением
(–) положительного направления
и положительного направления ЭДС рассматриваемой ветви.5. Рассчитываем неизвестные токи в ветвях, используя обобщенный закон Ома
Проанализируем результаты расчета. На рис. 5 в каждой ветви источник ЭДС и
-элементы соединены последовательно. Поэтому токи в этих ветвях равны рассчитанным. Однако участки схемы в окрестности источников не были охвачены преобразованием. Следовательно, в соответствии с условием эквивалентности преобразования участков схем величина этих токов должна остаться такой же, как и до преобразования. Сравниваем по модулю значения токов, рассчитанных настоящим методом и методом контурных токовВидно, что значения токов практически совпадают. Следовательно, оба расчета проведены корректно. Третий пункт задания выполнен.
IV. Выполнение четвертого пункта задания [].
1. Разрываем шестую ветвь и произвольно задаем положительное направление токов в остальных ветвях, положительное направление напряжения холостого хода
и напряжения между узлами и (рис. 7).Рис.7.
2. Определяем величину
. Для этого предварительно рассчитываем методом двух узлов. .Используя основную формулу метода, определяем узловое напряжение
.Рассчитываем токи
и , используя обобщенный закон ОмаДля контура, включающего
, составляем уравнение по второму закону Кирхгофа (направление обхода контура указано круглой стрелкой) и рассчитываем , .3. Определяем входное сопротивление схемы со стороны зажимов разомкнутой ветви
. Для этого эквивалентно преобразуем участок схемы , соединенный звездой, в участок, соединенный треугольником .Рис. 8.
Преобразованная схема будет иметь вид (рис. 9)
Рис. 9
.Используя свойства параллельного последовательного соединения
- элементов, определяем ; .4. Определяем искомый ток, используя закон Ома для замкнутой цепи
.Аналогичный ток, рассчитанный методом контурных токов, составляет
.Они практически совпадают. Расчет проведен верно. Четвертый пункт задания выполнен.
V. Выполнение пятого пункта задания
Составим уравнение баланса мощностей для преобразованной схемы (рис. 2) с учетом выбранного на ней положительного направления токов
1. Определяем режим работы каждого активного элемента, руководствуясь правилом. Если истинное положительное направление тока, протекающего через источник ЭДС (которое можно определить только в результате расчета), совпадает с положительным направлением ЭДС этого источника, то активный элемент работает в режиме генератора. В противном случае он работает в режиме приемника.
Сопоставляя на рис. 2 заданное положительное направление токов, знаки рассчитанных токов и положительное направление ЭДС активных элементов, определяем их режим работы
Источник ЭДС
- генератор, ;