Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЭиЭ_ОЭиЭ_Курс лекций_2011.docx
Скачиваний:
2
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

1.5.2 Метод контурных токов

Для использования этого метода вводятся следующие понятия:

1) Контурные токи - такие токи, которые проходили бы в каждом из контуров, если бы они были изолированы.

Следовательно, в цепи можно выделить контурные токи (рисунок 1.18):

Iа, Iб, Iв.

Величины токов ветвей можно определить на основании контурных

токов: I1=Iа, I2=Ia-Iб, I3=Iб, I4=Iб-Iв, I5=Iв

2) Контурными ___ сопротивлениями называются суммарные сопротивления каждого из контуров, которые встречаются на пути контурного тока: Ra = r1 + R2, Rб = R2 + R3 + R4, rb = r4 + R5.

3) Взаимные сопротивления - это сопротивления, входящие в состав смежных контуров, через которые протекают токи двух соседних контуров:

Rаб=R2; Rбв=R4.

Для контура а:

I1 • R1 + I2 • R2 = E1 или Ia • R1+(Ia-Iб) • R2=E1

Или Ia• (R1 + R2)-Iб • R2=E1

и, наконец, Iа • Ra-Iб Rаб=E1.

Для контура б:

I3 • R3 + I4 • R4 - I2 • R2 =0;

Или Iб • R3 + (Iб - Iв) • R4 - (Ia-Iб) • R2 =0;

или Iб • (R2 + R3 + R4 )- Iа • R2 - Iв • R4=0;

и, наконец, Iб • Rб - Iа • Rаб - Iв • Rбв=0.

Для контура в:

Iв • Rв - Iб • Rбв=-E2.

Отсюда, вытекает общее правило:

Для каждого из контуров составляется уравнение, в котором в левой части со знаком плюс записывается произведение контурного тока на

контурное сопротивление и со знаком минус произведение тока смежного контура на взаимное сопротивление, а в правой части уравнения -алгебраическая сумма ЭДС, встречающихся в данном контуре. При использовании метода контурных токов необходимо иметь систему уравнений с числом, равным числу независимых контуров n = р - (q-1).

Очевидно, что этот метод проще метода Кирхгофа.

1.5.3 Метод узловых потенциалов

Для расчета цепей по этому методу, прежде всего, необходимо преобразовать схему таким образом, чтобы в ее составе были только генераторы тока (рисунок 1.19).

Р ис. 1.19 Преобразование схемы при расчете методом узловых потенциалов

Известно, что g1 = 1 / r1, g5 = 1 / r5,

IГ1 = e1 • g1, IГ2 = e2 • g5.

После преобразования схемы определяются ее узлы А, В, С..., выбирается один узел, называемый опорным, и принимается его потенциал равным нулю. 

Например, узел С и С = 0.

Затем вводится ряд понятий:

1) Узловым напряжением называется потенциал узла по отношению к опорному. В данной схеме:

UA = а - с = а, UВ = в - с = в.

Напряжение UAВ = а - в = UA - UВ..

Зная узловые напряжения, легко рассчитать токи в ветвях.

I1= IГ1- UА• g1, I2= UA• g2, I3= (UA - UВ) • g3 и т.д.

2) Узловой проводимостью называется сумма проводимостей, сходящихся в данном узле:

gА= g1 +g2 +g3, gВ= g3 +g4 +g5.

3) Взаимной проводимостью называется проводимость между двумя смежными узлами:

gАВ= g3.

Затем составляется уравнение по первому закону Кирхгофа для каждого из узлов, исключая опорный.

Узел A: IГ1- UА • g1- UА • g2-(UA-UB) • G3=0

или UА • gА- UВ • gАВ = IГ1.

УзелВ: IГ2 - UВ • g5- UВ • g4 + (UA-UB) • G3=0

или UВ • gВ- UА • gАВ = IГ2.

Отсюда вытекает правило:

Для каждого из узлов схемы (исключая опорный) составляется уравнение, причем в левой части уравнения со знаком плюс записывается произведение узлового потенциала на узловую проводимость, а со знаком минус произведение смежного потенциала на взаимную проводимость. В правой части уравнения записывается алгебраическая сумма токов генераторов, подключенных к узлу.

Число уравнений, которые необходимо составить для расчета цепи по методу узловых потенциалов на единицу меньше числа узлов.