Электрическая цепь...

Автор
Сообщение
Solmir
#5165 2011-03-23 00:49 GMT

Дана электрическая цепь

http://sfiz.ru/datas/users/13508-1300830106_xnxjxb_166.jpg

Определить величину сопротивления R2, если:

U=6В, R1=800 Ом, R3=1300 Ом,R4=400 Ом,R5=600 Ом, I3=0,001 А.

Я сначала подумал, что нужно решать с помощью преобразований цепи "звезда-треугольник" или "треугольник-звезда"...

Но не получилось...

iskander
#5166 2011-03-23 09:58 GMT

Решайте с помощью уравнений Кирхгофа. Два контура и 4-1=3 узла. Будет пять уравнений и пять неизвестных: I1, I2, I4, I5, R2.

Solmir
#5179 2011-03-23 22:40 GMT

я так понял, у нас здесь U это как ЭДС E?

а почему один узел не берём?

iskander
#5180 2011-03-23 23:03 GMT

Представьте, что имеем два узла, тогда токи второго - это токи первого, только с обратным знаком.

Solmir
#5191 2011-03-25 00:00 GMT

напишите, пожалуйста, подробнее насчёт узлов

я не совсем разобрался...

iskander
#5192 2011-03-25 09:39 GMT

Смотри http://alexandr4784.narod.ru/zsm_2.htm § 17. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа

Добавлено спустя 4 часа(ов) 32 минут

Попробуем решить задачу не составляя стандартную систему уравнений Кирхгофа.

Красные стрелки - направление токов, номер тока совпадает с номером сопротивления.

Заметим, что общее падение напряжений на сопротивлениях 2 и 4 равно U=6 В.

\(I_2R_2+I_4R_4=U\)

Откуда находим искомое сопротивление

\(R_2=\frac{U-I_4R_4}{I_2}\) (1)

Заметим, так же, что падение напряжений на сопротивлениях 1 и 3 тоже равно U

\(I_1R_1+I_3R_3=U\)

\(I_1=\frac{U-I_3R_3}{R_1}\)

Рассмотрим узел А и составим для него уравнение токов

\(I_1-I_3+I_5=0\) -----> \(I_5=I_3-I_1\)

Рассмотрим контур из сопротивлений 3,4 и 5.

\(I_3R_3-I_4R_4+I_5R_5=0\)

Отсюда найдем \(I_4\)

\(I_4=\frac{I_3R_3+I_5R_5}{R_4}\) ------> (1)

Уравнение токов для узла В

\(I_2-I_4-I_5=0\) ----> \(I_2=I_4+I_5\) ---> (1)


отредактировал(а) iskander: 2011-03-25 14:11 GMT
Solmir
#5193 2011-03-26 03:21 GMT

если при подсчёте I1 подставить данные значения в формулу, то получится:

I1=(6-1300*0,001)/800=0,005875 A

тогда I5=0,001-0,005875= -0,004875<0

здесь просто нужно указать, что ток идёт в противоположном направлении?

iskander
#5195 2011-03-26 09:30 GMT

Точно.

Solmir
#5201 2011-03-27 17:14 GMT

Если допустим I5<0, то при дальнейших вычислениях получается, что I4=-0,0040625<0 и I2=-0,0089375<0

С учётом корректировки направлений тока схема выглядит так

http://sfiz.ru/datas/users/13508-1301231419_xnxjxb_166-2.jpg

это нормально? просто с первого взгляда такие направления токов показались немного странными..

если да, то в уравнении I2*R2 + I4*R4 = U знаки останутся такими же, как и раньше?


отредактировал(а) Solmir: 2011-03-27 17:21 GMT
iskander
#5203 2011-03-27 18:45 GMT

Да, выглядит странновато. Ясно, что основной ток идет по сопротивлениям 2 и 4 (они меньше остальных), а сопротивление 5 соединяет точки с разными потенциалами и, возможно, дает обратные токи по сопротивлениям 1 и 3. Надо будет на досуге собрать эту схему и все померить.

Добавлено спустя 22 минут

Схема похожа на мостик Уитстона. Если бы сопротивление 2 было переменным, то можно было бы его подбором сделать ток через сопротивление 5 нулевым.

http://alexandr4784.narod.ru/sdve3.htm § 45. Правила Кирхгофа стр. 200.Пример 1. Мостик Уитстона. Здесь видимо надо положить R=0. Поскольку не указан тип источника тока, можем положить его внутреннее сопротивление нулевым.


отредактировал(а) iskander: 2011-03-27 19:07 GMT