Лучшие помощники
- Megamozg 2205 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1720 б
- arkasha_bortnikov 895 б
- Dwayne_Johnson 865 б
27 ноября 2023 11:51
222
помогите решить задачу по электротехнике! определить токи в ветвях методом узлового напряжения
Дано:
E1=250В
E2=100В
R1=R2=20 Ом
R3=R4=40 Ом
R5=15 Ом
R6=25 Ом
Найти:
I1,I2,I3=?
P1-P6=?
1
ответ
Для решения задачи по электротехнике методом узлового напряжения, нужно следовать нескольким шагам:
1. Назначьте узлы в схеме и выберите один из узлов в качестве опорного узла. Обозначим его как узел 0.
2. Напишите уравнения узлового напряжения для каждого узла, кроме опорного узла.
3. Запишите уравнение для опорного узла, используя правило Кирхгофа для суммы токов, втекающих и вытекающих из узла.
4. Решите полученную систему уравнений, чтобы найти неизвестные токи.
5. Вычислите мощности в каждом из элементов схемы, используя формулу P = I^2 * R.
Применяя эти шаги к данной схеме, получим следующее решение:
1. Назначим узел 0 в качестве опорного узла.
2. Запишем уравнения узлового напряжения для каждого узла:
Узел 1:
(E1 - E2) / R1 + (E1 - E3) / R2 + (E1 - E4) / R3 = 0
Узел 2:
(E2 - E1) / R1 + (E2 - E5) / R4 + (E2 - E6) / R5 = 0
Узел 3:
(E3 - E1) / R2 + (E3 - E6) / R5 + (E3 - E7) / R6 = 0
Узел 4:
(E4 - E1) / R3 + (E4 - E5) / R4 + (E4 - E7) / R6 = 0
3. Запишем уравнение для опорного узла (узел 0):
(I1 + I2 + I3) - (I1 + I4) = 0
Или просто I2 + I3 - I4 = 0
4. Решим систему уравнений:
Из уравнения узла 1:
(E1 - E2) / R1 + (E1 - E3) / R2 + (E1 - E4) / R3 = 0
Подставим известные значения:
(250 - 100) / 20 + (250 - E3) / 20 + (250 - E4) / 40 = 0
Упростим:
5 + (250 - E3) / 20 + (250 - E4) / 40 = 0
Умножим все члены на 40:
200 + 2(250 - E3) + (250 - E4) = 0
Упростим:
200 + 500 - 2E3 + 250 - E4 = 0
Соберем все члены:
950 - 2E3 - E4 = 0
Из уравнения узла 2:
(E2 - E1) / R1 + (E2 - E5) / R4 + (E2 - E6) / R5 = 0
Подставим известные значения:
(100 - 250) / 20 + (100 - E5) / 40 + (100 - E6) / 15 = 0
Упростим:
-7.5 + (100 - E5) / 40 + (100 - E6) / 15 = 0
Умножим все члены на 120:
-900 + 3(100 - E5) + 8(100 - E6) = 0
Упростим:
-900 + 300 - 3E5 + 800 - 8E6 = 0
Соберем все члены:
200 - 3E5 - 8E6 = 0
Из уравнения узла 3:
(E3 - E1) / R2 + (E3 - E6) / R5 + (E3 - E7) / R6 = 0
Подставим известные значения:
(E3 - 250) / 20 + (E3 - E6) / 15 + (E3 - E7) / 25 = 0
Упростим:
(E3 - 250) / 20 + (E3 - E6) / 15 + (E3 - E7) / 25 = 0
Умножим все члены на 300:
15(E3 - 250) + 20(E3 - E6) + 12(E3 - E7) = 0
Упростим:
15E3 - 3750 + 20E3 - 20E6 + 12E3 - 12E7 = 0
Соберем все члены:
47E3 - 20E6 - 12E7 = 3750
Из уравнения узла 4:
(E4 - E1) / R3 + (E4 - E5) / R4 + (E4 - E7) / R6 = 0
Подставим известные значения:
(E4 - 250) / 40 + (E4 - E5) / 40 + (E4 - E7) / 25 = 0
Упростим:
(E4 - 250) / 40 + (E4 - E5) / 40 + (E4 - E7) / 25 = 0
Умножим все члены на 200:
5(E4 - 250) + 5(E4 - E5) + 8(E4 - E7) = 0
Упростим:
5E4 - 1250 + 5E4 - 5E5 + 8E4 - 8E7 = 0
Соберем все члены:
18E4 - 5E5 - 8E7 = 1250
Из уравнения опорного узла:
I2 + I3 - I4 = 0
Теперь у нас есть система уравнений:
950 - 2E3 - E4 = 0
200 - 3E5 - 8E6 = 0
47E3 - 20E6 - 12E7 = 3750
18E4 - 5E5 - 8E7 = 1250
I2 + I3 - I4 = 0
Решив эту систему уравнений, найдем значения токов I1, I2, I3 и мощности P1-P6.
1. Назначьте узлы в схеме и выберите один из узлов в качестве опорного узла. Обозначим его как узел 0.
2. Напишите уравнения узлового напряжения для каждого узла, кроме опорного узла.
3. Запишите уравнение для опорного узла, используя правило Кирхгофа для суммы токов, втекающих и вытекающих из узла.
4. Решите полученную систему уравнений, чтобы найти неизвестные токи.
5. Вычислите мощности в каждом из элементов схемы, используя формулу P = I^2 * R.
Применяя эти шаги к данной схеме, получим следующее решение:
1. Назначим узел 0 в качестве опорного узла.
2. Запишем уравнения узлового напряжения для каждого узла:
Узел 1:
(E1 - E2) / R1 + (E1 - E3) / R2 + (E1 - E4) / R3 = 0
Узел 2:
(E2 - E1) / R1 + (E2 - E5) / R4 + (E2 - E6) / R5 = 0
Узел 3:
(E3 - E1) / R2 + (E3 - E6) / R5 + (E3 - E7) / R6 = 0
Узел 4:
(E4 - E1) / R3 + (E4 - E5) / R4 + (E4 - E7) / R6 = 0
3. Запишем уравнение для опорного узла (узел 0):
(I1 + I2 + I3) - (I1 + I4) = 0
Или просто I2 + I3 - I4 = 0
4. Решим систему уравнений:
Из уравнения узла 1:
(E1 - E2) / R1 + (E1 - E3) / R2 + (E1 - E4) / R3 = 0
Подставим известные значения:
(250 - 100) / 20 + (250 - E3) / 20 + (250 - E4) / 40 = 0
Упростим:
5 + (250 - E3) / 20 + (250 - E4) / 40 = 0
Умножим все члены на 40:
200 + 2(250 - E3) + (250 - E4) = 0
Упростим:
200 + 500 - 2E3 + 250 - E4 = 0
Соберем все члены:
950 - 2E3 - E4 = 0
Из уравнения узла 2:
(E2 - E1) / R1 + (E2 - E5) / R4 + (E2 - E6) / R5 = 0
Подставим известные значения:
(100 - 250) / 20 + (100 - E5) / 40 + (100 - E6) / 15 = 0
Упростим:
-7.5 + (100 - E5) / 40 + (100 - E6) / 15 = 0
Умножим все члены на 120:
-900 + 3(100 - E5) + 8(100 - E6) = 0
Упростим:
-900 + 300 - 3E5 + 800 - 8E6 = 0
Соберем все члены:
200 - 3E5 - 8E6 = 0
Из уравнения узла 3:
(E3 - E1) / R2 + (E3 - E6) / R5 + (E3 - E7) / R6 = 0
Подставим известные значения:
(E3 - 250) / 20 + (E3 - E6) / 15 + (E3 - E7) / 25 = 0
Упростим:
(E3 - 250) / 20 + (E3 - E6) / 15 + (E3 - E7) / 25 = 0
Умножим все члены на 300:
15(E3 - 250) + 20(E3 - E6) + 12(E3 - E7) = 0
Упростим:
15E3 - 3750 + 20E3 - 20E6 + 12E3 - 12E7 = 0
Соберем все члены:
47E3 - 20E6 - 12E7 = 3750
Из уравнения узла 4:
(E4 - E1) / R3 + (E4 - E5) / R4 + (E4 - E7) / R6 = 0
Подставим известные значения:
(E4 - 250) / 40 + (E4 - E5) / 40 + (E4 - E7) / 25 = 0
Упростим:
(E4 - 250) / 40 + (E4 - E5) / 40 + (E4 - E7) / 25 = 0
Умножим все члены на 200:
5(E4 - 250) + 5(E4 - E5) + 8(E4 - E7) = 0
Упростим:
5E4 - 1250 + 5E4 - 5E5 + 8E4 - 8E7 = 0
Соберем все члены:
18E4 - 5E5 - 8E7 = 1250
Из уравнения опорного узла:
I2 + I3 - I4 = 0
Теперь у нас есть система уравнений:
950 - 2E3 - E4 = 0
200 - 3E5 - 8E6 = 0
47E3 - 20E6 - 12E7 = 3750
18E4 - 5E5 - 8E7 = 1250
I2 + I3 - I4 = 0
Решив эту систему уравнений, найдем значения токов I1, I2, I3 и мощности P1-P6.
0
·
Хороший ответ
27 ноября 2023 11:54
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Физика
Свободно перемещающийся по рамке проводник с током через изолятор прикреплен к пружине жесткостью 5 Н/м (см. рис.). Длина проводника 0,5 м, по нему...
Из чайника выкипела вода объемом 0,5 л. Какое количество теплоты оказалось излишне затраченым? Плотность воды 1000кг/м3. Удельная теплота парообразова...
Лампочка, устанавливаемая в автомобильной фаре, имеет две нити накала, питаемые независимо друг от друга. Нить накала, дающая так называемый «дальний...
РЕБЯТКИ, ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА РЕШИТЬ НЕСКОЛЬКО ЗАДАНИЙ! ХОЧУ ПОЛНЫЙ РАЗВЁРНУТЫЙ ОТВЕТ, ЖЕЛАТЕЛЬНО ЧТОБЫ БЫЛО НАПИСАНО ОТ РУКИ ЧЁТКИМ И РАЗБОРЧИВЫМ ПОЧЕ...
Баллон с пропаном (С 2 H 7 ) содержал 5 кг газа. Давление в баллоне составляет 8,31 МПа, а температура пропана равна 37&n...