Цепи постоянного тока

Сложные цепи. Метод эквивалентного источника

Метод эквивалентного источника позволяет произвести частичный анализ электрической цепи. Например, определить ток в какой-либо одной ветви электрической цепи или исследовать поведение этой ветви при изменении ее сопротивления. Применение данного метода может оказаться полезным как при частичном расчете сложных электрических цепей, так и простых.

Метод эквивалентного источника применяют в следующей последовательности:

  1. Вычерчиваем принципиальную схему и все ее элементы.
  2. Заданную условием задачи схему разбивают на две части: ветвь (или участок электрической цепи) в которой требуется найти значение тока и остальную часть схемы.Метод эквивалентного источника
    На рисунке границей между двумя частями служат точки a и b. Выделенная ветвь, ток в которой нужно расчитать, содержит одно сопротивление R. Остальная часть схемы условно обозначена активным двухполюсником (прямоугольником А) и может быть сколь угодно сложной. Под двухполюсником следует понимать любую электрическую цепь с двумя точками подключения (в нашем случае эти точки: a и b). Когда говорят, что двухполюсник активный, этим подчеркивают что в состав этой цепи входят активные элементы (источники тока и/или напряжения).
  3. Производят замену активного двухполюсника на эквивалентный источник напряжения или тока.
    Метод эквивалентного источника
    Для замены активного двухполюсника на источник напряжения необходимо рассчитать значения Еэк и Rэк, а для замены на источник тока рассчитывают Jэк и Rэк.
    Метод эквивалентного источника
    Для нахождения значения Eэк необходимо разомкнуть ветвь, в которой требуется найти значение тока, и определить значение напряжения на зажимах a и b (см. рис.) путем расчета схемы активного двухполюсника. Полученное напряжение численно будет равно Еэк (в некоторых учебниках это напряжение называют напряжением холостого хода). Для нахождения значения Jэк необходимо замкнуть накоротко зажимы a и b и путем расчета схемы активного двухполюсника найти значение тока через перемычку. Полученное значение тока численно будет равно Jэк (в некоторых учебниках этот ток называют током короткого замыкания). Внутреннее сопротивление Rэк эквивалентного источника равно сопротивлению элементов активного двухполюсника, из которого исключены все источники (источники ЭДС заменены короткозамкнутыми участками, а источники тока отключены), со стороны зажимов a и b. Расчет схемы активного двухполюсника для нахождения значений Eэк, Jэк и Rэк ведут любым удобным способом из числа доступных.
  4. Находят значение тока в заданной ветви, применив одно из следующих соотношений:
    Метод эквивалентного источника

Детально ознакомится с особенностями применения метода эквивалентного источника можно на примере №19 и примере №20.