Метод наложения применяют для расчета сложных электрических цепей, имеющих несколько источников питания. Он основан на принципе наложения (суперпозиции): ток в какой-либо ветви сложной цепи равен алгебраической сумме токов, вызываемых в этой ветви каждым источником в отдельности. Чтобы определить токи методом наложения, нужно:
а) В исследуемой электрической цепи удалить все источники питания, оставив их внутренние сопротивления, кроме одного, (идеальные источники ЭДС закоротить, а идеальные источники тока разомкнуть) и определить все токи от воздействия этого источника питания. (Схему с одним источником называют расчетной, а токи в ней – частичными);
б) Определить частичные токи от действия каждого источника ЭДС в отдельности.
в) Найти результирующий ток в каждой ветви исследуемой схемы как алгебраическую сумму частичных токов, создаваемых от всех источников питания.
Например, зная частичные токи в расчетных схемах (рисунок 1 в, с), определим токи в исследуемой схеме (рисунок 1а) по формулам:
а) в) с)
а) - исследуемая схема в), с) - расчетные схемы
Рисунок 1
Уравнение баланса мощностей. В электротехнике существует понятие мощности источника и мощности потребителя. Мощность источника – это скорость, с которой неэлектрическая энергия в источнике преобразуется в электрическую
РИCТ. = Аист./ t = Е I t / t = E I
Мощность приемника – это скорость, с которой в приемнике электрическая энергия преобразуется в неэлектрическую.
Р пот.= А / t = U I t / t =U I = I2R
В любой электрической цепи должен соблюдаться энергетический баланс – алгебраическая сумма мощностей всех источников должна быть равна арифметической сумме мощностей всех приемников энергии:
∑ EI =∑ I2R
Это равенство называют балансом мощности электрической цепи. Если направление ЭДС источника совпадает с направлением тока, то он работает в режиме генератора, т. е. поставляет электрическую энергию в цепь. Его ЭДС имеет знак плюс. Если направление ЭДС противоположно направлению тока, то он работает в режиме потребителя, т. е. потребляет электрическую энергию. Его ЭДС имеет знак минус. В уравнении баланса мощности нужно учитывать знак ЭДС источника.