Question

Для электрической цепи, схема замещения которой
изображена на рис. 1.21, по заданным в табл.1 значениям
сопротивлений и ЭДС выполнить следующее:
- указать на схеме токи во всех ветвях, предварительно , если
это необходимо, у схему, заменив треугольник
сопротивлений эквивалентной звездой;
- составить систему уравнений по законам Кирхгофа;
- найти токи, протекающие во всех ветвях, пользуясь методом
контурных токов;
- определить показание вольтметра, установленного в цепь, и
составить баланс мощностей для заданной схемы;
- построить в масштабе потенциальную диаграмму для
внешнего контура.

Answer 1

Для начала давайте рассмотрим схему замещения, изображенную на рисунке 1.21. В схеме даны значения сопротивлений и ЭДС, которые необходимо использовать для выполнения задания.

1. Указание на схеме токов во всех ветвях:
- Первым шагом мы можем заменить треугольник сопротивлений эквивалентной звездой. Для этого мы используем формулы преобразования сопротивлений в эквивалентную звезду. Решение этого шага необходимо рассмотреть более подробно, чтобы быть понятным для школьнику.
- Затем мы можем найти значения токов во всех ветвях с использованием закона Ома (I = U/R), где I - ток в ветви, U - напряжение на сопротивлении, R - сопротивление этой ветви. Эти значения токов также необходимо указать на схеме.

2. Составление системы уравнений по законам Кирхгофа:
- В данной задаче необходимо использовать два закона Кирхгофа: закон о сохранении заряда и закон о сохранении энергии.
- По закону о сохранении заряда сумма всех втекающих в узел и вытекающих из узла токов должна быть равна нулю.
- По закону о сохранении энергии сумма всех ЭДС в замкнутом контуре должна быть равна сумме всех падений напряжения в этом контуре.
- Таким образом, мы можем составить систему уравнений, учитывая законы Кирхгофа и известные значения токов и сопротивлений.

3. Нахождение токов во всех ветвях с использованием метода контурных токов:
- В данном методе мы предполагаем, что токи в каждом замкнутом контуре равны некоторым неизвестным значениям (контурным токам).
- Затем мы используем закон Ома и законы Кирхгофа для составления системы уравнений, которую решаем, чтобы найти значения контурных токов.
- После нахождения контурных токов, мы можем использовать их для нахождения токов во всех ветвях с использованием закона Ома.

4. Определение показания вольтметра и составление баланса мощностей:
- Для определения показания вольтметра мы можем использовать закон Ома и известное значение тока в ветви, на которую подключен вольтметр.
- Баланс мощностей означает, что сумма всех мощностей в каждом элементе цепи должна быть равна нулю. Мощность в элементе цепи определяется как произведение напряжения на ток через этот элемент.
- Для составления баланса мощностей необходимо вычислить мощности в каждом элементе цепи и сложить их. Результат должен быть равен нулю.

5. Построение потенциальной диаграммы для внешнего контура:
- Потенциальная диаграмма показывает изменение потенциала (напряжения) по всем участкам внешнего контура.
- Для построения потенциальной диаграммы необходимо использовать известные значения токов и сопротивлений и применить закон Ома для вычисления напряжений на каждом участке внешнего контура.

В данном ответе я предоставил общее описание каждого шага, но для понимания школьником необходимо более подробное объяснение и пошаговое решение каждого из этих шагов.