Контрольные вопросы
1. Что называется узлом, ветвью, контуром электрической схемы?
2. Какая электрическая цепь называется линейной?
3. Как составляются уравнения по 1-му и 2-му законам Кирхгофа?
4. Сколько уравнений необходимо составить по 1 и 2 законам Кирхгофа для расчета электрической цепи?
5. Как запишется закон Ома для нижеприведенной ветви (задается преподавателем)?
3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. Экспериментальная
проверка принципа наложения и теоремы об эквивалентном генераторе
Цель работы: экспериментальная проверка теоремы об эквивалентном генераторе на примере сложной электрической цепи постоянного тока.
Теоретическое обоснование
Метод наложения. Для линейных электрических цепей справедлив принцип наложения, согласно которому ток в какой-либо ветви может быть определен как алгебраическая сумма частичных токов, создаваемых отдельными источниками энергии. На этом принципе основывается расчет электрической цепи методом наложения, согласно которому с использованием законов Кирхгофа рассчитываются токи от действия каждого источника в отдельности. На месте остальных источников при этом остается только их внутреннее сопротивление. Выполняя наложение результатов расчета частичных токов с учетом их направлений, получим значения действительных токов в ветвях.
Метод эквивалентного генератора. Данный метод основан на теореме об эквивалентном генераторе: любой активный двухполюсник в расчетном отношении может быть заменен эквивалентным генератором, ЭДС которого равно напряжению на разомкнутых зажимах двухполюсниках (при холостом ходе), а внутреннее сопротивление – входному сопротивлению соответствующего пассивного двухполюсника.
Пассивный двухполюсник получается из активного, если исключить источники энергии, оставив в схеме их внутреннее сопротивление. Это метод применяется, как правило, в том случае, если требуется определить ток в какой-либо одной ветви сложной схемы. Например, в схеме (рис. 15) требуется определить ток в ветви аb.
Относительно зажимов аb (рис. 15, а) выделенная часть схемы является активным двухполюсником (рис. 15, б) и может быть заменена эквивалентным генератором (рис. 15, в).
В результате сложная схема заменяется неразветвленной цепью, в которой ток определяется как
| (15) |
ЭДС и внутреннее сопротивление генератора могут быть определены расчетным или опытным путем. В последнем случае напряжение холостого хода активного двухполюсника равно ЭДС эквивалентного генератора (рис. 16, а), а внутреннее сопротивление определяется из опыта короткого замыкания (рис. 16, б).
а)
б) в)
Рис. 15. Исследуемая схема цепи (а), представленная активным двухполюсником (б) и эквивалентным генератором (в).
