Alalisvool (1)

Haridus - ja Teadusministeerium
Võrumaa Kutsehariduskeskus
Metallide töötlemise ja mehhatroonika õppetool
Õpperühm MH-08
Alalisvoolu töö nr. 2
Kodutöö
Juhendeja: Viktor Dremljuga
Koostaja : Allar Toots
Väimela 2008
Sissejuhatus 3
Lahendus asendus meetodiga 4
Osapingete ja voolude leidmine 9
Võimsuste leidmine 11
Superpositsiooni meetod 12
Osavoolude arvutamine 17
Kookuvõte 20
Kasutatud kirjandus 21

Sissejuhatus

Alljärgnevas töös õpin kuidas leida osapingeid ja -võimsusi, voolusid kui kontuuris on mitmeid toiteallikaid ning takisteid. Ülesande lahendamiseks kasutan asendus meetodit ja superpositsiooni ehk ülestusprintsiipi.

Lahendus asendus meetodiga

Esialgne skeem
Antud
E1 = 18 V
E2 = 36 V
E3 = 12 V
J1 = 1 A
J2 = 1 A
R1 = 1 Ω
R2 = 36 Ω
R3 = 12 Ω
R4 = 5 Ω
R5 = 11Ω
Pingeallaikas E3 ja takisti R3 on jadaühenduses, lähen üle vooluallikale J3
J3 = 1 A
Vooluallikad J2 ja J3 on paralleel ühenduses leian koguvoolu I3a
I3a = 2 A
Lähen vooluallikalt üle pingeallikale ja leian pinge E3a
E3a = 24 V
Pingeallikad E2 ja E3a on jadaühenduses, leian kogupinge E23a
E23a = 12 V
Takistid R2,R3 ja R5 on jadaühenduses, leian kogutakistuse Re
Re = 59 Ω
Lähen pingeallikalt E23a üle vooluallikale
J23a = 0,203 A
Vooluallikad J23a ja J1 on rööpühenduses, leian koguvoolu I23b
I23b = 0,797 A
Lähen vooluallikalt üle pingeallikale
E23b = 47 V
Nüüd on skeemi lihtsustatud nii palju et saab leida koguvoolu I
I = 0,446 A

Osapingete ja voolude leidmine

Takisteid R1 ja R4 läbiv vool on võrndne voolu I'ga
I1 = 0,446 A
I4 = 0,446 A
Pinge takisti R1 otstel
U1 = 0,446 V
Pinge takisti R4 klemmidel
U4 = 2,231 V
Leian voolu läbitakisti R2, selleks kasutan Kirchoffi I seadust. Eeldame et vool kulgeb ahelas päripäeva
I2 = -0,554 A
Arvutan takisti R2 osapinge
U2 = 19,938 V
Leian voolu I3, kasutan Kirchoffi seadust
I3 = -1,556 A
Arvutan pinge U3 takisti R3 klemmidel
U3 = 18,646 V
Arvutan voolu läbi takisti R5
I5 = -0,554 A
Leian pinge takisti R5 elektroodidel
U5 = 6,092 V

Võimsuste leidmine

Arvutan võimsuse mis eraldub takistil R1
P1 = 0,199 W
Arvutan võimsuse P2 kasutades pinget ja takistust
P2 = 11,043 W
Leian võimsuse P3 ja P4 voolu ja takistuse järgi
P3 = 28,937 W
P4 = 0,995 W
Arvutan Võimsuse P5
P5 = 3,374 W

Superpositsiooni meetod

Selleks et leida osapingeid, -voole ja -võimsusi superpositsiooni meetodiga eeldan et kõikide toiteallikate voolud , peale pingeallika E1, võrduvad nulliga. Lihtsustan skeemi.
Koguvoolu leidmiseks kasutan Ohmi seadust.
I´ = 0.2769 A
Nüüd eeldame vooluallikas J1 vool ei võrdu nulliga ja kõikide teiste toiteallikate omad võrduvad. Lihtsustan elektroskeemi.
Ahela koguvoolu leidmiseks arvutan ekvialent takistused R14 ja lihtsustan skeemi.
R14 = 6 Ω
Lähen vooluallikalt üle pingeallikale
Ea = 6 V
leian voolu ahelas
I´´1 = 0,0923 A
Teades voolu teisendan pingeallika vooluallikaks ning kasutades Kirchoffi I seadust ja leian voolu teises harus
I´´2 = 0,9077 A
Kujutame et E2 ei võrdu nulliga ja ülejäänud võrduvad, lihtsustan skeemi vastavalt.
Arvutan voolu ahelas
I´´´= 0,5538 A
Võtame toiteallika J2 ja eeldame et teiste allikate voolud võrduvad nulliga. Skeem.
Lähen vooluallikalt üle pingeallikale
Eb = 12 V
Arvutan voolu ahelas kasutades Ohmi seadust.
I´´´´1 = 0,1846 A
I´´´´1 = 0.1846 A
Kirchoffi seaduse abil leian voolu ka teises ahelas
I´´´´2 = 0,8154 A
Võtan pingeallika E3 ja eeldame et teiste toiteallikate voolud võrduvad nulliga. Lihtsustan skeemi.
Leian voolu ahelas.
I´´´´´ = 0,1846 A

Osavoolude arvutamine

Nüüd olen leidnud voolud erinevate toiteallikate korral, leian osavoolud. Kokkulepeline vool liigub päripäeva
Leian osavoolu I1 ja I4
I1 = - 0,4462 A
Leian voolu I2
I2 = 0,5538 A
Arvutan voolu läbi takisti R3
I3 = 1,5538 A
Arvutan voolu I5
I5 = -0,5538 A
Leian osapinged, kasutades Ohmi seadust
U1 = =,4462 V
U2 = 19,9358 V
U3 = 18,6462 V
U4 = 2,2308 V
U5 = 6,0923 V
Superpositsiooni meetodiga leitut osapinged ja- voolud on võrdsed asendus meetodiga leitud voolude ja osapingetega. Järelikult on ka võimsused võrdsed.
Vastused
Takisti
Takistus Ω
Pinge V
Vool A
Võimsus W
R1
1
0,446
0,446
0,199
R2
36
19,938
0,554
11,043
R3
12
18,646
1,554
28,973
R4
5
2,231
0,446
0,995
R5
11
6,092
0,554
3,374

Kookuvõte

Elektrotehnika teist koduülesannet lahendades õppisin leidma osavoole, -võimsusi ja –pingeid kontuuris kus on palju suvalises ühenduses olevaid toiteallikaid. Õppisin kasutama superpositsiooni kui ka asendus meetodit.

Kasutatud kirjandus

Electronics Workbench Multisim 8
“Üldelektrotehnika ja elektroonika alused” V. Popov , S. Nikolajev
0