2015-08-21
198
1. Рівняння за законом Кірхгофа складають відносно невідомих струмів: 
; 
і 
, тобто треба скласти три рівняння. Одне рівняння складається за першим законом Кірхгофа, а два інших за другим законом. Для цього схему, зображену на рис.1. перерисуємо у наступному вигляді:
Рис.3.
при цьому позначивши на схемі вузли 1 і 2, та контури І і ІІ, і вибравши довільно напрямки обходу контурів та напрямки протікання струмів.
Для 1-го вузла можемо записати:
;
для І-го контуру:
;
для ІІ-го контуру:
.
2. Щоб знайти значення струмів, підставимо в записані рівняння (п.1) числові значення:
або в матричному вигляді: 
(1)
Розв’язавши рівняння (1), отримаємо: ІГ=26,9 (А); ІАБ=-16 (А); ІН=10,8 (А).
3. Згідно методу двох вузлів, напруга між вузлами 1 і 2 буде визначатися за формулою:
(2)
де 
; 
; 
; 
; 
.
Таким чином 
(В).
Даним методом можна також визначити струми у вітках за законом Ома:
; 
; 
.
4. Знак "-" у значенні ІАБ означає, що в дійсності напрям протікання струму протилежний від обраного. Тобто акумуляторна батарея працює в режимі заряджання.
5. В любому електричному колі повинен підтверджуватися баланс потужностей (як частковий випадок загального закону природи – закон збереження енергії), який полягає в тому, що алгебраїчна сума потужностей всіх джерел енергії 
дорівнює арифметичній сумі потужностей, які розсіюються на всіх резистивних елементах кола 
(
- електрична потужність на резистивних елементах кола, яка перетворюється в тепло відповідно до закону Джоуля-Ленца).
Рівняння балансу потужностей для кола рис.1 має вигляд
Потужність джерел: 
(Вт);
Потужність споживачів: 
(Вт);
Таким чином, 194,5»199 баланс потужностей виконується.
Потужність АБ дорівнює 
і якщо 
і 
напрямлені однаково, то 
(режим розряджання АБ), а коли і мають протилежні напрями, то 
(режим заряджання АБ).
6. Коефіцієнт корисної дії генератора (без врахування механічних втрат в генераторі) визначається за формулою:
= 
80,6%
7. Електричне коло, яке відповідає стартерному пуску двигуна внутрішнього згорання від акумуляторної батареї, зображено на рис.2, як просте коло постійного струму, яке можна розрахувати за законом Ома.
7 а) В момент вмикання стартерного двигуна (
) за законом Ома пусковий струм 
= 
(А)
7 б) Коли стартерний двигун приходить в рух, маючи оберти „ 
”, в обмотці якоря відповідно за законом електромагнітної індукції Фарадея наводиться (індукується) електрорушійна сила 
, яка направлена проти електрорушійної сили акумуляторноїбатареї .
Тоді по закону Кірхгофа струм І СД при обертанні якоря стартера зі швидкістю 
дорівнює
= 
(А)
Так як 
,
(де 
- коефіцієнт пропорційності між електрорушійною силою і швидкістю обертання якоря ), то по мірі розгону СД струм якоря 
, рівний струму АБ зменшується.
Напруга електричної мережі автомобіля в момент пуску СД
дорівнює 
= 
(В)
Після розгону СД напруга мережі залежить від швидкості обертання статерного двигуна (
) і коефіцієнта 
( і задані в табл.2).
Домашнє завдання. Виконати розрахунки пунктів 1-8 по вихідних даних таблиці1 та таблиці 2.
Таблиця 1.
| Одиниці у шифрі | ||||||||||
 ; 
| 14,2 | 14,2 | ||||||||
 ; 
| 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,11 | 0,11 | 0,11 |
 ;
| 12,5 | 12,5 | 12,5 | 12,4 | 12,3 | 12,2 | 11,5 | 11,5 | ||
 ;
| 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,011 | 0,011 | 0,01 | 0,01 |
 ;
| 0,5 | 0,6 | 0,8 | 0,9 | 1,2 | 1,5 | 1,75 | 1,2 | 1,2 |
Таблиця 2.
| Десятки у шифрі | ||||||||||
| Rст.Д; Ом | 12  10-3
| 16 10-3
| 18 10-3
| 20 10-3
| 11 10-3
| 13 10-3
| 15 10-3
| 14 10-3
| 17 10-3
| 12 10-3
|
| nст.Д; об/хв | ||||||||||
| Се; В/об/хв | 10-2 | 10-2 | 10-2 | 10-2 | 10-2 | 10-2 | 10-2 | 10-2 | 10-2 | 10-2 |
