Контрольная работа по "Электротехнике"

Вариант 12

Задача 1

        Конденсаторы С1, С2, С3, С4, С5, С6 соединены по схеме, приведенной на рис.1, и подключены к источнику с постоянным напряжением U. Определить общую емкость конденсаторов С и заряд каждого конденсатора и всей цепи. Данные для расчета взять из таблицы 1.

Таблица 1

[pic 1]

Рис.1. Схема цепи

Решение:

1. Определяем емкость последовательно соединенных конденсаторов С4, С5 и С6:

[pic 2] мкФ.

2. Определяем емкость параллельно соединенных конденсаторов С3 и С456:

[pic 3]= [pic 4] + [pic 5]= 5 + 0,706 = 5,706 мкФ.

3. Определяем емкость последовательно соединенных конденсаторов С1, С2 и С3456:

[pic 6] мкФ

Это эквивалентная емкость цепи. Получаем схему (рис.1,б):

[pic 7]

Рис.1,б.

4. Определяем общий заряд всей цепи:

[pic 8]  Кл.

5. При последовательном соединении конденсаторов заряд всей группы конденсаторов и каждого конденсатора один и тот же:

Q1 = Q2 = Q3456 = 172,92·10-6  Кл,

6. Определяем напряжение, создаваемое зарядом Q3456:

U1 = Q1/[pic 9] = 172,92·10-6 / 2∙10-6 = 86,46  В;

U2 = Q2/[pic 10] = 172,92·10-6 / 4∙10-6 = 43,23  В;

U3456 = Q3456/[pic 11] = 172,92·10-6 / 5,706∙10-6 = 30,3  В.

7. Определяем заряды на параллельных ветвях:

[pic 12]  Кл;

[pic 13]  Кл.

8. Учитывая, что конденсаторы [pic 14] и [pic 15] соединены параллельно, то напряжения на них одинаковы:

U3 = U456 = U3456 = 30,3  В.

9. При последовательном соединении конденсаторов заряд всей группы конденсаторов и каждого конденсатора один и тот же:

Q4 = Q5 = Q6 = Q456 = 21,39·10-6  Кл

10. Определяем напряжение на конденсаторах [pic 16],[pic 17] и [pic 18]:

U4 = Q4/[pic 19] = 21,39·10-6 / 4∙10-6 = 5,35  В;

U5 = Q5/[pic 20] = 21,39·10-6 / 1∙10-6 = 21,39  В;

U6 = Q6/[pic 21] = 21,39·10-6 / 6∙10-6 = 3,57  В.

        В электрической цепи постоянного тока известны ЭДС источников питания  Е1 и Е2, их внутренние сопротивления R01 и R02, сопротивления приемников электроэнергии R1, R2, R3 и R4.  

Определить режимы работы источников ЭДС, ток в цепи, напряжения на зажимах источников, их мощность и КПД. Определить мощность приемников энергии. Составить баланс мощности. Данные для расчета взять из таблицы 2.