Краткая теория. Метод наложения применяют для расчета сложных электрических цепей, имеющих несколько источников питания

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

Р_ИCТ. = А_ист./ 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.