Kodune töö nr.1 Elektrotehnika (0)

 
 
 
KODUTÖÖ NR. 1 
Võrumaa Kutsehariduskeskus 
Elektrotehnika  
Ando  Kaupmees 
 
Sisukord 
1.  Lähteülesanne ...............................................................................................................2 
2.  Töö käik.........................................................................................................................3 
2.1. Takistuste arvutamine.............................................................................................3 
2.2. Pinge arvutamine....................................................................................................9 
2.3. Voolutugevuse arvutamine...................................................................................12 
2.4. Võimsuse arvutamine...........................................................................................16 
3.  Kodutöö nr. 1 kokkuvõte.............................................................................................20 
4.  Kasutatud materjalid ja  programmid ...........................................................................21 
 
 
1 
 
Lähteülesanne 
Skeem 1 
 
Kirjeldus 
Välja arvutada järgimsed andmed võttes aluseks Skeem 1: 
•  Takistus (R) kõikides ahelates 
•  Pinge (U) takistitel 
•   Voolutugevus  (I) kõikies ahelates 
•  Võimsus (P) kõikides ahelates 
 
 
 
2 
 
Töö käik 
1.  Takistuse (R) arvutamine 
1.1. Toon välja teada olevad andmed ja tutvun Skeem 1-el oleva ahelaga. 
Skeem 1 
 
Teada olevad andmed: 
•  Pinge Ua,b = 12V 
•   Takisti  R1 = 2Ω 
•  Takisti R2 = 2,33Ω 
•  Takisti R3 = 2Ω 
•  Takisti R4 = 6Ω 
•  Takisti R5 = 3Ω 
•  Takisti R6 = 6Ω 
Skeem 1-el olev ahelas esinevad nii takistite jada- kui ka rööpühendused. Sellist 
kombinatsiooni  nimetatakse takistite segaühenduseks. 
Segaühenduse arvutamiseks tuleb seda järk järgult lihtsustada, kasutades nii jada- kui 
rööpühenduse valemeid. 
 
 
3 
 
Jadaühenduste korral võrdub ahela  kogutakistus  takistite takistuste  summaga  ja valem on 
järgmine: 
R = R1 + R2 + R3  
Seda valemit saan ma kasutada jadaühenduse arvutamiseks. 
Rööpühenduse korral võrdub  kogutakistuse   pöördarv  harude takistuste pöördarvude summaga 
1 
1 
1 
1 
= 
+ 
+ 
R 
R1 
R2 
R3 
 
millest ahela kogutakistus 
1 
R= 
1 
1 
1 
+ 
+ 
 
R1 
R2 
R3 
 
Kuna  Skeemil  1 on tegemist kahe takisti rööpühendusega tuleb mul tuletada takistuse 
arvutamiseks avaldis 
1 
1 
1 
R2 
R1 
R1 + R2 
= 
+ 
= 
+ 
= 
R 
R1 
R2 
R1 * R2 
R1 * R2 
R1 * R2 
 
ehk 
R1 * R2 
R = 
R1 + R2 
 
 
 
4 
 
1.2. Jagan Skeem 1 ahelateks ja arvutan välja takistused.  
Skeem 2 –  Ahelad  R3,4 ja R2,3,4 
 
 
Arvutusi  alustan rööpühendusega ja arvutan ahela R3,4 takistuse 
R3 * R4 
R3,4 =  R3 + R4 
 
2Ω * 6Ω 
R3,4 = 
=  1,5Ω 
2Ω + 6Ω 
 
Tulemuseks saan R3,4 = 1,5Ω  
Edasi saan kasutada jadaühenduse valemit ja arvutan ahela R2,3,4 takistuse 
R2,3,4 = R2 + R3,4  
R2,3,4 = 2,33Ω + 1,5Ω = 3,83Ω 
Tulemuseks saan R2,3,4 = 3,83Ω 
 
 
5 
 
Skeem 3 – Ahelad R1,5,6 ja R5,6  
 
Eelnevat  arvutuskäiku korrates arvutan ahela R5,6 takistuse 
R5 * R6 
R5,6 =  R5 + R6 
 
3Ω * 6Ω 
R5,6 = 
=  2Ω 
3Ω + 6Ω 
 
Tulemuseks saan R5,6 = 2Ω  
ja ahela R1,5,6 takistuse 
R1,5,6 = R1 + R5,6  
R1,5,6 = 2Ω + 2Ω = 4Ω 
Tulemuseks saan R1,5,6 = 4Ω 
 
 
 
6 
 
Arvutuste tulemusena on mul teada Skeem 1  ahelate  takistused ja nüüd saab arvutada     
Skeem 1 kogutakistuse. 
Kogutakistuse R1,2,3,4,5,6 arvutamiseks kasutan kahe takisti rööpühenduse valemit 
R1,5,6 * R2,3,4 
R1,2,3,4,5,6 = 
R1,5,6 + R2,3,4 
 
4Ω * 3,83Ω 
R1,2,3,4,5,6 = 
=  1,96Ω 
4Ω + 3,83Ω 
 
Tulemuseks saan R1,2,3,4,5,6 = 1,96Ω 
 
 
7 
 
1.3. Takistuse arvutuse kokkuvõtte. 
Tuginedes lähteülesandele olen välja arvutanud Skeem 1 takistused kõikides ahelates ja 
kogutakistuse  saades  järnevad tulemused: 
•  R3,4 = 1,5Ω 
•  R2,3,4 = 3,83Ω 
•  R5,6 = 2Ω 
•  R1,5,6 = 4Ω 
•  R1,2,3,4,5,6 = 1,96 
 
 
8 
 
2.  Pinge (U) arvutamine.  
2.1. Valmistan ette skeemi. 
Skeem 4. 
Tähistan kõik Skeemil 1 olevad ahelad järgmiselt: 
 
Toetudes takistuste arvutamises tehtud skeemi jagamisele ahelateks, saan kasutada neid samu 
ahelaid, et välja arvutada Skeemil 4 olevate ahelate pinge. Mul on teada, et pinge Ua,b = 12V 
 
 
9 
 
2.2.  Panen  paika valemid ja arvutan välja ahelate U2, ja U3,4  pinged . 
Skeem 5 – Ahelad U2 ja U3,4  
 
 
Selleks, et leida pinge ahelas R3,4 tuleb mul tuletada valem, 
U2 = I * R2  
R2 
U2 = Uab * 
R2 + R3,4 
 
Pinge U, mis on punktide a ja b vahel, jaguneb takistite vahel selliselt, et üks osa sellest kaob 
takistil R2 (U2) ja ülejäänu pinge, st U – U2 läbib nii  takistit  R3 kui takistit R4 (rööpühenduse 
korral on mõlema takisti otstel võrdne pinge). 
U3,4 = Uab – U3,4  
 
Vastavalt leitud valemitele arvutan pinge ahelas U2: 
2,33Ω 
U2 = 12V * 
=  7,3V 
2,33Ω + 1,5Ω 
 
Saan tulemuseks, et pinge ahelas U2 = 7,3V 
 Ja ahelas U3,4 : 
U3,4 = 12V – 7,3V = 4,7V 
Saan tulemuseks, et pinge ahelas U3,4 = 4,7V 
10 
 
2.3. Arvutan välja pinged ahelates U1 ja U5,6 . 
Skeem 6. 
 
Vastavalt leitud valemitele arvutan pinge ahelas U1: 
2Ω 
U1 = 12V * 
=  6V 
2Ω + 2Ω 
 
Saan tulemuseks, et pinge ahelas U1 = 6V 
 Ja ahelas U5,6 : 
U5,6 = 12V – 6V = 6V 
Saan tulemuseks, et pinge ahelas U3,4 = 6V 
 
2.4. Pinge arvutamise kokkuvõte. 
Tuginedes lähteülesandele ja takistuse arvutustele olen välja arvutanud Skeem 4 pinged 
kõikides ahelates saades järnevad tulemused: 
•  U3,4 = 4,7V 
•  U2 = 7,3V 
•  U5,6 = 6V 
•  U1 = 6V 
 
 
11 
 
3.  Voolutugevuse arvutamine. 
3.1. Valmistan ette skeemi ja valemid arvutuste tegemiseks. 
Skeem 7. 
 
Toetudes lähteülesandele, Skeemile 6 ja eelnavalt välja arvutatud andmetele jätkan 
voolutugevuse arvutamist sama meetodiga  jagades  Skeem 6 ahelateks. 
Voolutugevust arvutatakse järgmise valemiga, 
U 
I =  R 
 
Kuna mul on teada Uab ja R1,2,3,4,5,6 saan ma I1,2,3,4,5,6 kohe välja arvutada. Selle järgi saan ma 
hiljem kontrollida kas ahelate arvutustulemused on õiged. 
12V 
I1,2,3,4,5,6 = 
=  6,12A 
1,96Ω 
 
12 
 
3.2. Arvutan ahelate I3,4 ja I2 voolutugevused. 
Skeem 8. 
 
 
Ahel I2 
U2 
I2 = 
 
 
R2 
 
7,3V 
I2 = 
=  3,13A 
2,33Ω 
 
Saan tulemuseks I2 = 3,13A 
U3,4 
I3,4 = 
 
 
R3,4 
 
4,7V 
I3,4 = 
=  3,13A 
1,5Ω 
 
Saan tulemuseks I3,4 = 3,13A 
 
 
13 
 
3.3. Ahelad I1 ja I5,6  
Skeem 9. 
 
Ahel I1 
U1 
I1 = 
 
 
R1 
 
6V 
I1 = 
= 
3A 
2Ω 
 
Saan tulemuseks I1 = 3A 
U5,6 
I5,6 = 
 
 
R5,6 
 
6V 
I5,6 = 
= 
3A 
2Ω 
 
Saan tulemuseks I5,6 = 3A 
 
 
14 
 
3.4. Voolutugevuse arvutamise kokkuvõte. 
Tuginedes lähteülesandele ja eelnevatele arvutustele olen välja arvutanud Skeem 7 
voolutugevused saades järnevad tulemused: 
•  I3,4 = 3,13A 
•  I2 = 3,13A 
•  I5,6 = 3A 
•  I1 = 3A 
•  I1,2,3,4,5,6 = 6,12A 
 
 
 
15 
 
4.  Võimsuse arvutamine. 
 
4.1. Valmistan ette skeemi ja valemid arvutuste tegemiseks. 
Skeem 10. 
 
Toetudes lähteülesandele, Skeemile 6 ja eelnavalt välja arvutatud andmetele jätkan 
voolutugevuse arvutamist sama meetodiga jagades Skeem 6 ahelateks. 
Võimsuse arvutamiseks kasutatakse valemit 
P = I * U 
Kuna mul on teada, et I1,2,3,4,5,6  = 6,12A ja Ua,b = 12V, saan kohe välja arvutada P1,2,3,4,5,6  
P1,2,3,4,5,6 = I1,2,3,4,5,6 * Ua,b  
P1,2,3,4,5,6 = 6,12A * 12V = 73,44W 
16 
 
4.2. Ahelad P2, ja P3,4  
Skeem 11. 
 
 
Ahela P2 arvutus 
P2 = I2 * U2 
P2 = 3,13A * 7,3V = 22,85W 
Saan tulemuseks P2 = 22,85W 
Ahela P3,4 arvutus 
P3,4 = I3,4 * U3,4  
P3,4 = 3,13A * 4,7V = 14,71W 
Saan tulemuseks P3,4 = 14,71W 
 
 
17 
 
4.3. Ahelad P1 ja P5,6  
Skeem 12. 
 
Ahela P1 arvutus 
P1 = I1 * U1 
P1 = 3A * 6V = 18W 
Saan tulemuseks P1 = 18W 
Ahela P5,6 arvutus 
P5,6 = I5,6 * U5,6  
P5,6 = 3A * 6V = 18W 
Saan tulemuseks P5,6 = 18W 
 
 
18 
 
4.4. Võimsuse arvutamise kokkuvõte. 
Tuginedes lähteülesandele ja eelnevaltele arvutustele olen välja arvutanud Skeem 1 
võimsused saades järnevad tulemused: 
•  P3,4 = 14,71W 
•  P2 = 22,85W 
•  P5,6 = 18W 
•  P1 = 18W 
•  P1,2,3,4,5,6 = 73,44W 
 
 
19 
 
Kodutöö nr. 1 kokkuvõte. 
Tuginedes lähteülesandele ja Skeem 1-le olen teostanud kõik vajalikud arvutused ning saanud 
järgnevad tulemused: 
 
1.  Takistus (R) kõikides ahelates: 
  R3,4 = 1,5Ω 
  R2,3,4 = 3,83Ω 
  R5,6 = 2Ω 
  R1,5,6 = 4Ω 
  R1,2,3,4,5,6 = 1,96Ω 
 
2.  Pinge (U) kõikides ahelates: 
  U3,4 = 4,7V 
  U2 = 7,3V 
  U5,6 = 6V 
  U1 = 6V 
 
3.  Voolutugevus (I) kõikies ahelates 
  I3,4 = 3,13A 
  I2 = 3,13A 
  I5,6 = 3A 
  I1 = 3A 
  I1,2,3,4,5,6 = 6,12A 
 
4.  Võimsus (P) kõikides ahelates 
  P3,4 = 14,71W 
  P2 = 22,85W 
  P5,6 = 18W 
  P1 = 18W 
  P1,2,3,4,5,6 = 73,44W 
 
Kodutöö lahendamise käigus olen  õppinud  lugema joonist ja kasutama valemeid. 
 
 
20 
 
Kasutatud materialid ja programmid  
1.  „Elektrotehnika I Alalisvool“ Rain Lahtmets 
2.   MS Word 
3.  Splan 
4.   Excel  
21