2 Метод наложения для электрической цепи

Метод наложения основан на принципе суперпозиции, т.е. независимости действия сил. Метод наложения применим только для расчета линейных цепей, и заключается в следующем: ток в любой ветви сложной электрической цепи с несколькими источниками ЭДС или тока можно рассматривать как алгебраическую сумму «частичных» токов, создаваемых в ветви каждым из источников в отдельности.

Для расчетов цепей методом наложения составляют столько частных схем, сколько источников энергии имеет исходная цепь. В частной схеме оставляется только один источник, все остальные исключают. При исключении идеальных источников напряжения вместо источника ставится короткозамкнутая перемычка, что соответствует ЭДС, равной нулю при нулевом внутреннем сопротивлении. Ветвь с источником тока, наоборот, размыкается, что соответствует нулевому току при нулевой проводимости.

При расчете частных схем токи, протекающие в ветвях, обозначают двумя индексами. Нижний индекс показывает номер ветви, в которой определяют ток, а верхний – номер источника, действием которого вызывается ток. Например, и− ток первой ветви, вызываемый действием первого и второго источника соответственно. Действительные токи в ветвях находят путем алгебраического сложения «частичных» токов:.

Для анализа электрических цепей и изучения режимов их работы, важно знать распределение потенциала в цепи, который наглядно представляется в виде графического изображения – потенциальной диаграммы. Потенциальная диаграмма является иллюстрацией второго закона Кирхгофа для замкнутого контура. Она строится следующим образом: одну из точек контура соединяют с землей (т.е. ее потенциал принимают равным нулю), а потенциалы остальных точек контура схемы вычисляются по формуле или при наличии на участке цепи источника ЭДС: . Необходимо помнить, что ток течет от высшего потенциала к низшему.

По оси абсцисс откладываются величины сопротивлений цепи в том порядке, в котором они следуют друг за другом в контуре. По оси ординат откладываются вычисленные потенциалы соответствующих точек цепи.

Аппаратура и материалы

Для выполнения работы необходимы лабораторные стенды «Электротехника», включающие в себя:

– встроенные источники ЭДС;

– набор резисторов;

– измерительные приборы (амперметры и вольтметры постоянного тока).

Указания по технике безопасности

1. Перед началом занятий в лаборатории необходимо ознакомиться с настоящими методическими указаниями и пройти инструктаж по «Технике безопасности для студентов, выполняющих учебные занятия в лабораториях кафедры теоретической и общей электротехники Северо-Кавказского государственного технического университета». Инструктаж фиксируется преподавателем в журнале. Студенты, не прошедшие инструктаж по технике безопасности, к работе не допускаются.

2. Перед началом сборки цепи следует убедиться в том, что стенд обесточен. Во время сборки схемы нужно прокладывать провода так, чтобы было меньше их пересечений. Неиспользованные соединительные провода убирают с лабораторного стола.

3. Собранная электрическая цепь должна быть проверена преподавателем и может включаться только по его разрешению. Преобразования схем нужно производить только при выключенном напряжении, которые проверяются преподавателем.

4. Все работы на установках должны производиться не менее чем двумя студентами. О включении напряжения следует предупредить всех членов бригады, совместно выполняющих эту работу.

5. В ходе работы запрещается оставлять включенную схему без наблюдения. После окончания испытания или при перерыве в работе схему отключают от сети тумблером «Сеть».

6. При неисправностях в аппаратах, приборах или проводах схему отключают и сообщают об этом преподавателю.

9. Разборку схемы осуществлять по разрешению преподавателя после предъявления ему протокола испытаний.