Цепь постоянного тока содержит четыре сопротивления r1; r2 и r4, включенные смешанно, и питается от источника с напряжением на зажимах u. эквивалентное сопротивление цепи относительно зажимов источника равно r5. зная величи¬ну каждого сопротивления и эквивалентное сопротивление цепи, начертить схему включения сопротивлений и вычислить ток в каждом сопротивлении. правильность решения проверить, используя первый закон кирхгофа данные: r1=4, r2=12, r3=6, r4=8, r5=10, u=120b
Итак, у нас есть цепь постоянного тока, включенная смешанно, и она содержит 4 сопротивления - r1, r2, r3 и r4. Задача состоит в том, чтобы нарисовать схему включения сопротивлений и вычислить ток в каждом сопротивлении.
По условию задачи также известно, что у нас есть источник постоянного напряжения u, имеющий напряжение на зажимах источника, и эквивалентное сопротивление цепи, обозначенное как r5, также известны значения каждого сопротивления - r1=4, r2=12, r3=6, r4=8, r5=10 и напряжение на источнике u=120 В.
Для начала давайте начертим схему включения сопротивлений. Включение сопротивлений может быть последовательным, параллельным или смешанным. Поскольку по условию задачи сопротивления включены смешанно, нарисуем схему включения, которая будет сочетать последовательное и параллельное включение.
r2
|
----
u --| |--
| | r3
----
|
r4
|
|
G
|
|
r1
|
----
G
----
|
r5
|
----
На схеме выше сопротивления обозначены как r1, r2, r3, r4 и r5, а G обозначает землю.
Теперь рассмотрим основные шаги для решения задачи:
1. Определите общее эквивалентное сопротивление цепи. В нашем случае общее эквивалентное сопротивление цепи относительно зажимов источника равно r5=10.
2. Определите ток в цепи, используя закон Ома. Согласно первому закону Кирхгофа, сумма всех токов, втекающих в узел, должна быть равна сумме всех токов, вытекающих из узла. Так как в нашем случае цепь включена смешанно, у нас будет несколько узлов. Но для начала рассчитаем ток, текущий через общее эквивалентное сопротивление цепи. Используем закон Ома: ток в цепи (I) равен напряжению на источнике (u) деленному на сумму всех сопротивлений (r5). В нашем случае I = u / r5 = 120 / 10 = 12 А.
3. Теперь рассмотрим узлы цепи и применим первый закон Кирхгофа для расчета токов в каждом сопротивлении. Начнем с узла где включены р1 и r4. По первому закону Кирхгофа сумма токов, втекающих в узел, должна быть равна сумме токов, вытекающих из узла. То есть ток, текущий через r4 равен току, текущему через r1. По закону Ома, ток (I1) в r4 равен напряжению на r4 (u4) деленному на сопротивление r4. То есть I1 = u4 / r4. Но I1 равен также I, току, текущему через r1, значит ток в r4 также равен I.
4. Теперь расчитаем ток в r2 и r3. Помните, что r2 и r3 включены параллельно. Ток, текущий через r2 и r3 (I2), равен току I. Но в расчете тока через r2 и r3 также участвует сопротивление r2 и r3. Согласно закону Ома, ток (I2) равен напряжению на r2 и r3 (u2) деленному на сумму сопротивлений r2 и r3. То есть I2 = u2 / (r2 + r3).
5. Теперь рассчитаем ток в r1 и r4. Поскольку r1 и r4 включены последовательно, сумма токов через r4 и r1 равна их общему току I, а значит ток через r1 (I3) также равен I. Но в расчете токов r1 и r4 также участвуют значения сопротивлений r1 и r4. Согласно закону Ома, ток (I3) равен напряжению на r1 и r4 (u1) деленному на сумму их сопротивлений. То есть I3 = u1 / (r1 + r4).
Таким образом, мы рассчитали ток в каждом сопротивлении:
- ток в r2 и r3: I2 = u2 / (r2 + r3)
- ток в r1 и r4: I3 = u1 / (r1 + r4)
Для полного ответа нам нужно знать значения напряжений на каждом сопротивлении, чтобы рассчитать их токи. В задаче не указаны эти значения, поэтому мы не можем дать точные ответы на вопрос. Но, если мы предположим, что напряжение на источнике равно u=120 В, то можно рассчитать токи в каждом сопротивлении, используя приведенные выше формулы.