Электричество



ЭКСПЕРИМЕНТ Принцип суперпозиции


Цели

После проведения данного эксперимента Вы сможете анализировать схемы, используя принцип суперпозиции.

Необходимые принадлежности

* Цифровой мультиметр

* Макетная панель

* Два независимых регулируемых источника постоянного напряжения

* Резисторы — 1/4 Вт, 5%:

один резистор 1 кОм, один резистор 1, 5 кОм, один резистор 2, 2 кОм.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Принцип суперпозиции — это метод, используемый для анализа сложных схем при использовании двух или более источников питания. Хотя для таких схем могут быть использованы анализ цепей методом контурных токов и другие методы, принцип суперпозиции является более простым и ускоренным.

Для использования принципа суперпозиции при анализе выполняйте три шага:

1) замените все источники напряжения, за исключением одного, короткозамыкателем, а

затем рассчитайте все токи и падения напряжений;

2) замените оставшийся источник напряжения короткозамыкателем и снова сделайте расчет схемы после того, как вновь подключите один из других источников напряжения;

3) алгебраически сложите все токи из Ваших расчетов и подсчитайте все падения напряжения. Пример приводится на рисунке 12-1.

1-121.jpg

Рис. 12-1.

Примерные шаги

Шаг 1.

Требуется подсчитать напряжение на резисторе R2. Сначала источник V2, заменяется короткозамыкателем. Это приводит к параллельному соединению резисторов R2, и R3

Их эквивалентным сопротивлением является:

180 (330)/(180+ 330) = 59400/510 = 116, 5 Ом

Полное сопротивление составляет:

116, 5+ 750 = 866, 5 Ом

Общий ток, потребляемый от источника питания 12 В, имеет величину:

12/866, 5 = 0, 01385 А = 13, 85 мА

Падение напряжения на резисторе R составляет:

0, 01385 (750) = 10, 39 В

Напряжение на сопротивлениях R2 и R3 имеет величину:

12 - 10,39 = 1,61 В Ток, протекающий через R2 имеет величину:

1,61/330 = 0,0049 А = 4,88 мА Ток, протекающий через R имеет величину:

1,61/180 = 0,00894 А = 8,94 мА

Шаг 2.

Далее источник V1 заменяется короткозамыкателем. Это приводит к параллельному соединению резисторов R1 и R2. Эквивалентным сопротивлением резисторов R1 и R2 является:

750(330)/(750+330)=247500/1080=229,2 Ом

Полное сопротивление составляет:

229,2 + R3 = 229,2 + 180 = 409,2 Ом

Общий ток схемы имеет величину:

12/409,2 = 0,02933 А = 29,33 мА

Падение напряжения на резисторе R3 составляет:

0,02933(180) = 5,28 В

Напряжение на сопротивлениях R1 и R2 имеет величину:

12 - 5,28 = 6,72 В

Ток, протекающий через R1, имеет величину:

6,72/750 - 0,00896 А = 8,96 мА

Ток, протекающий через R2, имеет величину:

6,72/330 = 0,02036 А = 20,36 мА

ШагЗ.

Теперь полный ток через резистор R2 может быть найден сложением токов, которые Вы только что подсчитали.


Содержание  Назад  Вперед