3.2. Дополнительные вопросы к задаче 2

1. Как экспериментально определить параметры эквивалентного генератора?

Исходя из эквивалентности схем рис. 85 и рис. 86, а, E_э и r_0э можно рассчитать по результатам двух опытов. Разомкнув ветвь с R₄, измеряем напряжение между точками «с» и «а» U_xx, равное ЭДС E_э, (опыт холостого хода). Для определения r_0э проводится (если это допустимо) опыт короткого замыкания: заданная ветвь замыкается накоротко и измеряется ток в ней (I_к). При этом r_0э=E_э/I_к.

2. Выбрать величину сопротивления резистора R₄ так, чтобы в нем выделялась максимально возможная мощность.

Для схемы рис. 86,а . Максимум мощности Р₄ определяется решением уравнения : R_{н.экстр}=r_0э, при этом . Режим, когда сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника, называется согласованным, он часто используется в маломощных электронных устройствах, когда КПД установки (≈50%) не имеет существенного значения, но важно передать в нагрузку максимальную мощность (усилители напряжения, маломощные усилители мощности, линии связи и т.д.). При этом все устройство по отношению к нагрузке представляется в виде эквивалентного генератора, параметры которого определяются по результатам анализа работы и расчета устройства.

4. Самостоятельная работа студента

В процессе выполнения самостоятельной работы студент должен решить нижеприведенные задачи, используя результаты первого и второго практических занятий. Отчет о проделанной работе должен быть представлен преподавателю по форме, указанной в методических указаниях. В отчете привести ответы на вопросы, приведенные в первом и втором практических занятиях и решения нижеприведенных задач.

Задача 1. В схеме (рис. 87) R₁=R₃=40Ом, R₂=20Ом, R₄=30Ом, I₃=5А. Вычислить напряжение источника U и ток I₄. Ответ: 900В; 6,67 А.

Рисунок 87 к задачам для самостоятельной работы

Задача 2. В схеме (рис. 87) напряжение U=65В, напряжение на зажимах резистора R₄ равно 20 В. Определить все токи в схеме, если R₂=15Ом, R₃=10Ом, R₄=30Ом. Ответ: I₁=I₂=2А; I₃=1,5А; I₄=0,5А.

Задача 3. В схеме (рис. 88) R₁=10Ом, R₂=5Ом, R₃=10Ом, I₃=2А. Найти напряжение источника U. Ответ: 80 В.

Рисунок 88 к задачам для самостоятельной работы

Задача 4. К схеме (рис. 88) приложено напряжение U=45В, при этом ток источника I₁=1,25А. Сопротивления ветвей параллельной части схемы равны: R₂=40Ом, R₃=10Ом. Найти R₁ и токи I₂, I₃. Ответ: R₁=28Ом, I₂=0,25А, I₃=1 А.

Задача 5. В схеме (рис. 89) R₁=50Ом, ток источника I=0,6А, ток в резисторе R₃ равен I₃=0,4А, мощность, расходуемая в резисторе R₄: P₄=0,4Вт; напряжение на резисторе R₂: U₂=36 В. Определить напряжение источника U. Ответ: U=68 В.

Рисунок 89 к задачам для самостоятельной работы

Задача 6. Мощности, расходуемые в сопротивлениях схемы (рис. 89): P₁=15Вт, P₂=20Вт, P₃=10,8Вт, P₄=7,2Вт. Определить напряжения на участках схемы и токи в ее ветвях, если приложенное к ней напряжение U=106Вт. Ответ: I=0,5А; I₃=0,3А; I₄=0,2А; U₁=30В; U₂=40В; U=36 В.

Рисунок 90 к задаче для самостоятельной работы

Задача 7. Для схемы (рис. 90) дано: R₁=2Ом, R₂=4Ом, R₃=10Ом, R₄=60Ом, R₅=22Ом, R₆=5Ом, E=12 В. Вычислить ток в диагонали моста R₄, используя преобразование треугольника резисторов R₂, R₃, R₄ в эквивалентную звезду. Ответ: I₄=0,077 А.

Задача 8. В схеме (рис. 91) определить ток источника, используя преобразование звезды резисторов R₂, R₄, R₅ в эквивалентный треугольник, если R₂=6Ом, R₃=42Ом, R₄=12Ом, R₅=24Ом, R₆=28Ом, I₃=0,5А. Ответ: I= 2,75 А.

Рисунок 91 к задачам для самостоятельной работы

Задача 9. Для схемы (рис. 91) входные напряжения: U₁=+10В, U₂=-15В, U₃=+20В, R₁=R₂=R₃=500Ом, R_н=1000Ом. Методом узлового напряжения определить выходное напряжение U_вых. Ответ: U_вых=4,3 В

Задача 10. В схеме (рис. 92) E₁=120В, E₅=140В, R₁=70Ом, R₂=30Ом, R₃=135Ом, R₄=210Ом, R₅=140Ом. Определить методом эквивалентного генератора величину и направление тока в резисторе R₃. Ответ: I₃=0,2 А

Рисунок 92 к задаче для самостоятельной работы Рис. 1,39.