Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Радиоэлектроника

  Все выпуски  

RFpro.ru: Радиоэлектроника


РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты в разделе

Лысков Игорь Витальевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 42
∙ повысить рейтинг »
CradleA
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 21
∙ повысить рейтинг »
Gluck
Статус: 9-й класс
Рейтинг: 20
∙ повысить рейтинг »

Электротехника и радиоэлектроника

Номер выпуска:1077
Дата выхода:18.12.2021, 08:15
Администратор рассылки:Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Подписчиков / экспертов:10 / 36
Вопросов / ответов:1 / 1

Консультация # 201898: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Клеммы А и В цепи (см. рис.) подключены к источнику постоянного напряжения 30 В. Найдите рассеиваемую мощность на данной схеме. Сопротивление всех резисторов одинаково, сопротивление одного резистора 35 Ом. Ответ приведите в [Вт]. Всем заранее спасибо!...

Консультация # 201898:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Клеммы А и В цепи (см. рис.) подключены к источнику постоянного напряжения 30 В. Найдите рассеиваемую мощность на данной схеме. Сопротивление всех резисторов одинаково, сопротивление одного резистора 35 Ом. Ответ приведите в [Вт].
Всем заранее спасибо!

Дата отправки: 13.12.2021, 07:53
Вопрос задал: Ангелина (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »


Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Условие: ЭДС источника E = 30 В, сопротивление каждого резистора r = 35 Ом.
Вычислить мощность PП , потребляемую данной схемой.

Решение: В России популярна поговорка "Мы не ищем лёгких путей". Она уместна в ситуациях, когда можно сгладить конфуз и расслабиться. Однако, чтобы стать успешным инженером, способным решать сложные технические проблемы, надо наоборот: приучать себя начинать любую работу с поиска лёгких путех.

Ваша искусственно-громоздкая задача при попытке применить классические методы Кирхгофа удручает небывалой сложностью, тк в схеме присутствует P = 9 узлов и M = 17 ветвей . Аннотирую учебную статью "Законы Кирхгофа" Ссылка1 : "Если цепь содержит P узлов и M ветвей, … то она описывается P-1 уравнениями токов и M - (P-1) уравнениями напряже ний."
Редко у кого хватит ума решить систему из 17 уравнений и при этом не пропустить ошибку. Я могу использовать популярное приложении Маткад (ссылка2) . Вы можете решать эту огромную систему, используя OnLine-решатели. Но Ваш преподаватель вряд ли примет от Вас Решение с машинными вычислениями.
Ищем лёгкий путь. Он лежит "на поверхности" в виде полной симметрии рисунка схемы и одинаковости всех резисторов. Чтобы Вам лечге понять идею, я добавил в Вашу эл-схему позиционные обозначения (рисунок прилагаю). Правую по рисунку клемму "B" зануляем (этот приём облегчает практикам-электроникам чтение схем), на левую клемму "A" подаём потенциал от идеального источника ЭДС E с нулевым внутренним сопротивлением (поскольку значение этого сопротивления не указано в Условии).

Что даёт нам симметрия? Интуитивное предположение возможности упрощения, будто в узлах D, G, M одинаковые потенциалы, равные E / 2 . Если это так, тогда токи ч-з резисторы R4, R12 НЕ протекают, и можно представить, будто эти элементы вообще отсутствуют в схеме! А вся эта навороченная "арабская вязь" превращается в 3 независимые ветви, для расчёта которых не требуется ни "кирхгоф", ни система уравнений!

Средняя ветвь R8R9: её сопротивление R89 = R8 + R9 = r + r = 35+35 = 70 Ом. Её ток i8 = E / R89 = 30 / 70 = 3/7 Ампера. У меня рука не поднимается использовать большую латинскую букву i за её сильное внешнее сходство с малой буквой L .

Верхняя ветвь R1…R7 : её сопротивления : R25 = R2 + R5 = 2·r , R36 = R3 + R6 = 2·r ,
R26 = R25·R26 / (R25 + R26) = R25 / 2 = r , R17 = R1 + R26 + R7 = r + r + r = 3·r = 3·35 = 105 Ом.
Её ток i1 = E / R17 = 30 / (3·35) = 10/35 = 2/7 А.

Нижняя ветвь R10…R14 - точно такая же, как и ве рхняя. Её сопротивление : R04 = R17 = 3·r , её ток i10 = i1 = 2/7 А.
Ток источника i0 = i1 + i8 + i10 = 2/7 + 3/7 + 2/7 = 7/7 = 1 А - надо же, какая кругляшка получилась!
Ответ: рассеиваемая мощность всей схемы равна PИ = E·i0 = 30·1 = 30 Вт.

Проверка1: Убеждаемся в правомерности выше-допущения о равности потенциалов:
Потенциал в точке F : Uf = i7·R7 = i1·r = (2/7)·35 = 10 Вольт,
Потенциал в точке D : Ud = Uf + i5·R5 = 10 + (i1 / 2)·r = 10 + [(2/7) / 2]·35 = 10 + 5 = 15 В.
Потенциал в точке G : Ug = i9·R9 = i8·r = (3/7)·35 = 15 В.
Потенциал в точке M точно такой, как в точке D по причине полной симметрии. Упрощение оправдано!

Проверка2 : Мощность источника PИ должна равняться суммарной мощности всех потребителей:
PП = i12·R17 + i82·R89 + i102·R04 = (2/7)2·3·35 + (3/7)2·70 + (2/7)2·3·35 = 12·5/7 + 9·10/7 + 12·5/7 = (60 + 90 + 60) / 7 = 30 - Баланс мощностей сошёлся! Проверка успешна!

Ответ отредактирован модератором Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт) 15.12.2021, 15:05

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 15.12.2021, 11:43 нет комментария
-----
Дата оценки: 15.12.2021, 16:24

Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +3 одобряю!


Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!


В избранное