Метод эквивалентного генератора находит широкое применение для решения теоретических и прикладных задач. В основе метода лежит определение основных параметров активного двухполюсника: и . Определение этих параметров выполняют по системе уравнений для рисунка 3.65 б для двух значений сопротивления приемника энергии и , если величины и получены экспериментально:
Решение системы (3.118) имеет вид:
Частными случаями нагрузки являются нерабочие режимы (холостого хода — ) и короткого замыкания . В режиме холостого хода мы измеряем , а в режиме короткого замыкания мы измеряем величину тока и по второму закону Кирхгофа для рисунка 3.65 б находим:
В задачах анализа электрических цепей обычно параметры элементов заданы и величины (или ) и определяются расчетным путем:
- Выделяют активный двухполюсник по отношению к зажимам элемента с неизвестным током.
- Рассчитывают напряжение нерабочего режима по второму закону Кирхгофа для контура, в состав которого входит это напряжение. Токи, а потом и напряжения на элементах ветвей, входящих в данный контур, рассчитывают при . Токи рассчитывают любым методом расчета цепей постоянного тока.
- Расчет входного сопротивления двухполюсника выполняют предварительно исключив все источники энергии. Исключение состоит в том, что зажимы источников ЭДС закорачивают, а идеальных источников тока — размыкают. Расчет выполняют применением методов эквивалентных преобразований или по MKT или МУП.
- Полученные значения и подставляют в уравнение, составленное по второму закону Кирхгофа для рисунка 3.65 б:
Вычисляем ток:
Задача 3.16.
Для электрической цепи, схема которой изображена на рисунке 3.69 рассчитать величину тока методом эквивалентного генератора, если параметры элементов имеют величины:
Решение:
На первом этапе выделяем схему активного двухполюсника по отношению к зажимам и элемента с независимым током (пунктиром).
На втором этапе рассчитаем напряжение нерабочего режима . На рисунке 3.70 представлена расчетная схема, где величина сопротивления , то есть в первой ветви обрыв.
Для выбранного двухполюсника на рисунке 3.70 составим для показанного контура по второму закону Кирхгофа уравнение, предварительно проставив положительные направления токов в ветвях схемы и заменив источник тока на эквивалентный источник ЭДС
Из полученного уравнения (3.123) находим:
Расчет токов и выполним методом узловых потенциалов, проставив номера узлов и «заземлив» узел 2 , запишем одно уравнение для потенциала узла 1:
Подставляем в формулу (3.125) выражения для коэффициентов и
Получаем:
Токи и определяем по закону Ома для ветви содержащей ЭДС:
Подставляем значения токов в уравнение (3.124):
На третьем этапе выполним расчет входного сопротивления пассивного двухполюсника относительно зажимов и . Для выполнения этой задачи все ЭДС приравниваем к нулю, а вместо ЭДС остаются участки с сопротивлением равным нулю, так как внутреннее сопротивление идеального источника ЭДС току равно нулю (рисунок 3.71). Преобразуем треугольник сопротивлений и в эквивалентную схему соединения «звезда» (рисунок 3.72).
В соответствии со схемой 3.72:
На четвертом этапе, полученные величины и подставляем в уравнение, составленное для схемы замещения примера 3.16 (рисунок 3.73):
Из последнего уравнения находим:
Эта страница взята со страницы задач по электротехнике:
Электротехника — решения задач и примеры выполнения заданий
Возможно эти страницы вам будут полезны:
Метод узловых потенциалов (МУП) |
Основные теоремы теории линейных электрических цепей |
Условие передачи максимальной мощности от активного двухполюсника в нагрузку (приемник) |
Теорема компенсации |