Решение электрических цепей онлайн – Как использовать программу для расчета электрической цепи постоянного тока методом узловых и контурных уравнений, и методом контурных токов

Калькуляторы онлайн для электриков. Расчет электрических величин

Любой специалист по электронике должен уметь рассчитать электрическую цепь с учетом всех установленных в

Грамотный расчет резистора для светодиода имеет решающее значение в обеспечении надежности и функциональности электронного

При выборе сечения кабельной продукции или отдельных проводных изделий традиционно учитываются следующие показатели: Максимально

Означенное преобразование может потребоваться при разработке и расчете блоков питания, а также при проектировании

Калькулятор расчета потери напряжения в кабеле. Расчет потери напряжения в линии для постоянного и

SMD резисторы отличаются своими миниатюрными размерами, поскольку предназначены в основном для поверхностного типа монтажа.

При последовательном соединении конденсаторов происходит сложение обратных величин емкостей, что также объясняется правилами складывания

Расчёт электрической цепи постоянного тока методом узловых и контурных уравнений.

Этот принцип основан на первом и втором законе Кирхгофа. Он не требует преобразования схемы.

Порядок расчёта:

  1. Произвольно задаёмся направлением токов в ветвях. (Токи в ветвях надо направлять так, что бы хотя бы один ток выходил из узла и один входил в узел)

ТОЭ 1ТОЭ 1


Красным выделены изменения после первого действия

Синим выделены изменения после второго пункта

  1. Составляем уравнение для узлов по первому закону Кирхгофа. Их должно быть n минус 1 . (n – число узлов)
    1. Обозначаем узлы буквами.
    2. Берём один конкретный узел (Например узел А) и смотрим как направлены токи в ветвях образующих узел. Если ток направлен в узел, то записываем его со знаком плюс, если из него то со знаком минус. 0=I1-I4-I6 (Полученное уравнение)
    3. Повторяем пункт B ещё для двух узлов.0=-I3+I4+I5(Узел В)                                         0=I3-I1-I2(Узел D)
  2. Произвольно задаёмся обходом контура (по часовой или против часовой). И составляем уравнения для контуров цепи по второму закону Кирхгофа. В данном примере направление обхода контура выберем по часовой стрелке.

 3.1 Смотрим, как направлена ЭДС относительно обхода контура. Если направление обхода контура совпадает, то значение ЭДС записываем со знаком плюс (в левой части уравнения), если не совпадает, то со знаком минус (записываем также в левой части уравнения)

3.2 Смотрим, как направлено падение напряжения на сопротивлении контура.(То есть смотрим как направлены токи, только записываем в уравнение произведение тока на сопротивление через которое ток протекает в данном контуре). Если направление обхода контура совпадает, то падение напряжения записываем со знаком плюс (в правой части уравнения), если не совпадает, то со знаком минус (записываем также в правой части уравнения)

3.3 Произвести действия 3.1 и 3.2 для остальных контуров. У вас должна получится система из n уравнений, где n — количество контуров в цепи.

Контур ABDA E1=I1*(R1+R01)+I4*R4+I3*R3

Контур BCDB E2=I2*(R2+R02)+I3*R3+I5*R5

Контур ABCA 0=I6*R6-I4*R4+I5*R5

  • Решаем полученную систему уравнений и находим величины токов во всех ветвях. 

Уберём лишние токи из системы используя уравнения полученные во втором пункте поскольку у нас три уравнения поэтому мы оставляем только три любых тока. Для данного примера я рекомендую оставить токи I1 I2 I4.

0=I1-I4-I6 (Узел А)

0=-I3+I4+I5(Узел В)

0=I3-I1-I2(Узел D)

Выражаем из трёх уравнений токи I3 I5 I6 через токи I1 I2 I4.

I6=I1-I4(Узел А)

I3=I1+I2(Узел D)

I5=I3-I4(Узел В)

I5=I3-I4(Узел В) В этом уравнении сразу не получилось выразить I5 через токи I1 I2 I4, поэтому вместо тока I3 подставим уравнение для узла D и получим:

I5=I1+I2-I4

Заменим токи I3 I5 I6 и получим уравнения с тремя токами :

 E1=I1*(R1+R01)+I4*R4+(I1+I2)*R3

 E2=I2*(R2+R02)+(I1+I2)*R3+(I1+I2-I4)*R5

 0=(I1-I4)*R6-I4*R4+(I1+I2-I4)*R5

Раскрываем скобки подставляем значения сопротивлений из условия и получаем например вот такие три уравнения:

40 = 71*I1 + 24*I2 + 14*I4

20 = 55*I1 + 93*I2 — 61*I4

0 = 60*I1 + 16*I2 — 81*I4

Дальше для решения системы можно воспользоваться бесплатной онлайн программой на нашем сайте.

  • Если при решении системы ток получается отрицательным (со знаком —), значит его действительное направление противоположно тому направлению которое мы задали в первом действии.
  • Правильность  решения можно проверить с помощью баланса мощностей.

калькулятор электрических цепей онлайн

Вы искали калькулятор электрических цепей онлайн? На нашем сайте вы можете получить ответ на любой математический вопрос здесь. Подробное решение с описанием и пояснениями поможет вам разобраться даже с самой сложной задачей и онлайн калькулятор электрических цепей, не исключение. Мы поможем вам подготовиться к домашним работам, контрольным, олимпиадам, а так же к поступлению в вуз. И какой бы пример, какой бы запрос по математике вы не ввели — у нас уже есть решение. Например, «калькулятор электрических цепей онлайн».

калькулятор электрических цепей онлайн

Применение различных математических задач, калькуляторов, уравнений и функций широко распространено в нашей жизни. Они используются во многих расчетах, строительстве сооружений и даже спорте. Математику человек использовал еще в древности и с тех пор их применение только возрастает. Однако сейчас наука не стоит на месте и мы можем наслаждаться плодами ее деятельности, такими, например, как онлайн-калькулятор, который может решить задачи, такие, как калькулятор электрических цепей онлайн,онлайн калькулятор электрических цепей,онлайн расчет цепей,онлайн расчет цепей постоянного тока,онлайн расчет цепи,онлайн расчет цепи переменного тока,онлайн расчет цепи постоянного тока,онлайн расчет электрических схем,онлайн расчет электрических цепей,онлайн расчет электрической цепи,онлайн составление электрических схем,онлайн упрощение электрических цепей,онлайн цепь электрическая,онлайн электрическая цепь,онлайн электрические цепи,построение электрических цепей онлайн,построить электрическую цепь онлайн,рассчитать цепь электрическую,рассчитать электрическую цепь,расчет линейной цепи постоянного тока онлайн,расчет схем электрических онлайн,расчет цепей онлайн,расчет цепей постоянного тока онлайн,расчет цепи онлайн,расчет цепи переменного тока онлайн,расчет цепи постоянного тока онлайн,расчет электрических схем онлайн,расчет электрических цепей онлайн,расчет электрической цепи онлайн,схема онлайн электрическая,упрощение электрических цепей онлайн,электрическая цепь онлайн,электрические цепи онлайн. На этой странице вы найдёте калькулятор, который поможет решить любой вопрос, в том числе и калькулятор электрических цепей онлайн. Просто введите задачу в окошко и нажмите «решить» здесь (например, онлайн расчет цепей).

Где можно решить любую задачу по математике, а так же калькулятор электрических цепей онлайн Онлайн?

Решить задачу калькулятор электрических цепей онлайн вы можете на нашем сайте https://pocketteacher.ru. Бесплатный онлайн решатель позволит решить онлайн задачу любой сложности за считанные секунды. Все, что вам необходимо сделать — это просто ввести свои данные в решателе. Так же вы можете посмотреть видео инструкцию и узнать, как правильно ввести вашу задачу на нашем сайте. А если у вас остались вопросы, то вы можете задать их в чате снизу слева на странице калькулятора.

Расчёт электрической цепи постоянного тока методом контурных токов.

Метод основан на использовании только второго закона Кирхгофа.

Схема делится на ячейки (независимые контуры). Для каждого контура вводится свой ток Ik, который является расчётной величиной.

Снимок2Снимок2

Итак, в заданной цепи (рис. 1.38) можно рассмотреть три контура-ячейки (АДСВА, ABA’А, А’СВА’) и ввести для них контурные токи Iк1 Iк2, Iк3.

Если в контуре ячейки имеется ветвь не входящая в другие контуры то она называется внешней. В таких ветвях контурные токи Ik являются действительными токами в внешних ветвях Ikn = In.

Ветви принадлежащие двум смежным контурам называются смежными ветвями. В них действительный ток равен алгебраической сумме контурных токов смежных контуров с учётом их направления. 


Порядок расчёта:

  1. Произвольно выбираем направление (против часовой или по часовой) контурных токов в контурах (ячейках).
  2. Направление обхода контура принимаем таким же как направление контурного тока.
  3. Составляем уравнения для каждого контура:

3.1 Смотрим, как направлена ЭДС относительно обхода контура. Если направление обхода контура совпадает, то значение ЭДС записываем со знаком «+» (в левой части уравнения), если не совпадает, то со знаком «–» (записываем также в левой части уравнения). Эдс в контуре может быть несколько то тогда выполняем выше указанное действие для каждого эдс. Если в контуре нету ни одного эдс то записываем ноль;

3.2 В левой части записываем:

3.2.1 Произведение контурного тока и сумму всех сопротивлений данного контура.

3.2.2 Произведение контурного тока который протекает по смежной ветви и сумму всех сопротивлений которые включены в смежную цепь.(знак произведения выбираем в зависимости совпадает ли направление обхода контура с направлением контурного тока протекающего по смежной цепи).

Если в контуре есть несколько смежных ветвей то повторяем пункт 3.2.2 для всех ветвей по отдельности.

После третьего пункта у вас должно получиться уравнение данного типа:
ЭДС = Контурный ток * сумма всех сопротивлений данного контура — или + контурный ток смежной цепи * сумма всех сопротивлений смежной ветви.

Снимок 3Снимок 3

40 = 44*Iк1 + 24*Iк2 — 20*Iк3

60 = 24*Iк1 + 104*Iк2 + 40*Iк3

20 = -20*Iк1 + 40*Iк2 + 110*Iк3

4. Полученные уравнения записываем в систему и решаем. После решения системы получаем контурные токи равные токам действительным во внешних ветвях.

5. Находим действительные токи в смежных ветвях из алгебраической суммы контурных токов.

Снимок 4Снимок 4

Как использовать программу для расчета электрической цепи постоянного тока методом узловых и контурных уравнений, и методом контурных токов

Алгоритм использования программы. Для начала мы должны составить уравнения для контуров цепи по второму закону Кирхгофа. Это нужно сделать самому используя вот эти статьи:

После этого у нас получится примерно такие уравнения (для метода контурных токов алгоритм будет такой же, что и для метода узловых и контурных уравнений только вместо I1 I2 I3 …. будет Iк1 Iк2 Iк3…)

40 = ( 23+1)*I2 + 14*I4+71*I1

20 = 55*I1 — (59+2)*I4 + 93*I2

0 = 60*I1 + 16*I2 — 81*I4

Для удобство надо немного упорядочим уравнения, то есть всё, что можно просто сложить — складываем, и упорядочиваем последовательность слагаемых в уравнениях, так что бы в каждом из уравнений  последовательность слагаемых была одинакова.

E        I1          I2          I4

40 = 71*I1 + 24*I2 + 14*I4

20 = 55*I1 + 93*I2 — 61*I4

0 = 60*I1 + 16*I2 — 81*I4

Как видите у нас получилось четыре столбика E, I1, I2, I4 у вас названия столбиков может быть другим например E, I2, I3, I5 после этого принимаем токае равенство:

E=E

Второй третий и четвёртый столбик равны IA, IB, IC.

E=E

IA = I1

IB = I2

IC = I4

Потом наши уравнения будут иметь вид:

40 = 71* + 24* + 14*

20 = 55* + 93* — 61*

0 = 60* + 16* — 81*

После этого записываем уравнение в программу.

Снимок

Снимок

Нажимаем кнопку вычислить и получаем подробный ответ.Снимок 1Снимок 1

IA = I1 = 0.427

IB = I2 = 0.195

IC = I4 = 0.355

Перейти к программе.

Остальные токи находятся в соответствии со своим методом решения.

 

Расчёт электрической цепи постоянного тока методом наложения (суперпозиции токов)

Этот метод заключается в том, что воздействие нескольких источников на какой либо элемент цепи можно рассматривать как результат воздействия на элемент каждой ЭДС по отдельности независимо от других источников.

Если  в рассчитываемой цепи присутствует несколько источников ЭДС, то расчет электрической цепи сводится к расчету нескольких цепей с одним источником. Ток в любой ветви рассматривается как алгебраическая сумма частных токов созданных каждой ЭДС по отдельности.

Рассмотрим метод наложения на примере данной схемы рисунок 1.

Снимок

Снимок

Дано:

E1=100 B, E2=50 B; R1=4 Om, R2=10 Om; R3=12 Om, r01=1Om, r02=2 Om.

Найти: Все токи.

Порядок расчета:

  1. Определяем количество источников в схеме. В данной схеме два  источника, значит нам нужно рассчитать две схемы.Схема 2Схема 2
  2. Предположим, что в цепи действует только Е1 рисунок 2. Укажем на этой схеме направление частных токов создаваемые источником Е1 (токи обозначим с одним штрихом I’1; I’2: I’3). Обратите внимание, если у источника (E1; E2) есть  внутреннее сопротивление (r01; r02), то при исключения данного источника его внутренне сопротивление остоётся в схеме.
  3. Найдем ток I’1. Rэкв — сопротивление всей цепи.Формула 1Формула 1
  4. Найдем ток I’2; I’3 по формуле разброса токов. Формула 3Формула 3
  5. Мы нашли все частные токи в первой схеме (рисунок 2).
  6. ССРассмотрим вторую схему без E1, но с E2 (рисунок 3). Укажем на этой схеме направление частных токов создаваемые источником Е2 (токи обозначим с двумя штрихами I»1; I»2: I»3)
  7. Найдем ток I»2. RЭКВ рассчитываем заново.Формула 2Формула 2
  8. Найдем токи I»1; I»3 по формуле разброса токов. Формула 4Формула 4
  9. Мы нашли все частные токи для второй схемы (рисунок 3).
  10. Найдем действующие токи в изначальной схеме (рисунок 1) путем алгебраического сложения частных токов первой (рисунок 2) и второй (рисунок 3) схемы. Для этого смотрим как направлены токи в одинаковых ветвях на рисунке 2 и 3. Если токи направлены в одном направлении, то тогда они складываются, а если токи направлены в разные стороны тогда отнимаем. Формула 5Формула 5
  11. Если конечные токи получаются положительные, то токи направлены так же как на рисунке 2, а если токи получились отрицательными, то тогда они направлены так же как на рисунке 3.
  12. Правильность решения можно проверить при помощи баланса мощности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *