Elektros grandinių teorija 1: uždaviniai ir egzamino klausimai

Pirmasis grandinių kursas elektros inžinerijos studijose: rezistorių grandinės, Kirchhofo dėsniai, mazgų potencialų ir kontūrų srovių metodai, grandinių teoremos, idealieji operaciniai stiprintuvai ir pirmos eilės pereinamieji procesai. Egzamino klausimuose paprastai pateikiama viena grandinė ir klausiama įtampos, srovės ar ekvivalentinės grandinės, o dažnai tinka ne vienas metodas.

Praktikuokitės šiame kurse nemokamaiPraktikuotis šiame kurseLaikyti bandomąjį egzaminąKasdien nemokamų uždavinių: 5. Kortelės nereikia.

Pasiruošimo paketas (PDF)Formulių lapai, metodų žingsniai ir uždaviniai su pilnais sprendimais, paruošti spausdinti.

Šio kurso temos

  1. Nuoseklūs ir lygiagretūs rezistoriai3 rezistoriai · 4 rezistoriai · 6 rezistorių kopėčiosskaičiavimai
  2. Mazgų potencialų metodas1 nežinomas mazgas · 2 nežinomi mazgai · 2 mazgai, 3 šaltiniaiskaičiavimai
  3. Kontūrų srovių metodas2 kontūrai, 1 šaltinis · 2 kontūrai, 2 šaltiniai · 3 kontūraiskaičiavimai
  4. Superpozicija2 įtampos šaltiniai · įtampos + srovės šaltinis · 3 šaltiniaiskaičiavimai
  5. Teveninas ir Nortonasdaliklio tinklas · su nuosekliu rezistoriumi ir apkrova · su srovės šaltiniu ir apkrovaskaičiavimai
  6. Operacinių stiprintuvų grandinėsinvertuojantysis stiprintuvas · neinvertuojantysis stiprintuvas · sumuojantysis stiprintuvasskaičiavimai
  7. RC ir RL pereinamieji procesaiRC įkrovimas · RL grandinė · kondensatorius su pradiniu krūviuskaičiavimai

Egzamino patarimai: Elektros grandinių teorija 1

  • Prieš rašydami pirmąją lygtį, pažymėkite atskaitos mazgą ir kiekvienos srovės kryptį. Dauguma taškų prarandama dėl ženklų klaidų.
  • Patikrinkite atsakymą kitu metodu: superpozicija ir mazgų potencialų metodas turi duoti tą pačią įtampą.
  • Stebėkite vienetus: kΩ kart mA duoda V, o kΩ kart µF duoda ms.

Išspręsti pavyzdžiai

Nuoseklūs ir lygiagretūs rezistoriaiLengvas
R1​ = 5 ΩIR1​+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Raskite šaltinio tiekiamą srovę IR1, tekančią per R1.

V1 = 18 VR1 = 5 ΩR2 = 6 ΩR3 = 12 Ω

Raskite IR1 (A)

Rodyti užuominas
  1. Supaprastinkite tinklą žingsnis po žingsnio. Nuosekliai varžos sumuojamos. Du lygiagretūs rezistoriai duoda R₁R₂/(R₁ + R₂).
  2. R₂ ir R₃ abu jungia mazgą A su apatiniu laidu, todėl jie lygiagretūs. Ši pora nuosekli su R₁.
  3. Req = 9 Ω.
Rodyti atsakymą ir sprendimą žingsnis po žingsnio

Nuoseklūs ir lygiagretūs rezistoriai: nuosekliai per kiekvieną rezistorių teka ta pati srovė ir R = R₁ + R₂ + …. Lygiagrečiai ant kiekvieno rezistoriaus ta pati įtampa ir 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Kopėčių tinklas supaprastinamas po vieną porą, kol lieka viena ekvivalentinė varža.

R1​ = 5 Ω+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Junkite rezistorius nuo tolimiausio galo

Pradėkite nuo galo, esančio toliausiai nuo šaltinio, ir eikite link jo. Rezistoriai, kuriais teka ta pati srovė, sujungti nuosekliai; rezistoriai tarp tų pačių dviejų mazgų – lygiagrečiai.

R2 ∥ R3 = 6·12/(6+12) = 4 Ω
Req = R1 + R2 ∥ R3 = 5 + 4 = 9 Ω

Šaltinio srovė

Šaltinis mato tik Req, todėl Omo dėsnis duoda jo tiekiamą srovę. Ši srovė teka per R₁.

IR1 = V1/Req = 18/9 = 2 A

Atsakymas

IR1 = 2 A
Mazgų potencialų metodasVidutinis
−+Vs​ = 3 VIx​Is​1,5 AAR1​6 ΩR2​3 ΩB

Įtampos šaltinio Vₛ tarp A ir B + gnybtas yra ties B, todėl VB − VA = Vₛ. Mazgų potencialų metodu su supermazgu raskite srovę Ix per įtampos šaltinį, nuo A į B, kaip rodo rodyklė.

Is = 1,5 AVs = 3 VR1 = 6 ΩR2 = 3 Ω

Raskite Ix (A)

Rodyti užuominas
  1. Įtampos šaltinis tarp dviejų neįžemintų mazgų nustato jų skirtumą: VB − VA = Vs.
  2. Užrašykite vieną Kirchhofo srovių lygtį supermazgui aplink A, B ir šaltinį: VA/R₁ + VB/R₂ = Is.
  3. VA = 1 V.
Rodyti atsakymą ir sprendimą žingsnis po žingsnio

Mazgų potencialų metodas: pasirinkite atskaitos mazgą, pažymėkite nežinomus mazgų potencialus, kiekvienam nežinomam mazgui užrašykite Kirchhofo srovių dėsnį naudodami Omo dėsnį (I = ΔV/R) ir išspręskite gautas lygtis.

Sudarykite supermazgą

Per įtampos šaltinį tarp A ir B teka nežinoma srovė, todėl Kirchhofo srovių dėsnio negalima užrašyti atskirai mazgams A ar B. A, B ir šaltinį apgaubkite vienu supermazgu: į jį įtekanti srovė lygi ištekančiai.

VB = VA + Vs = VA + 3
VA/R1 + VB/R2 = Is

Išspręskite

VA/6 + (VA + 3)/3 = 1,5
VA = (1,5 − 3/3)/(1/6 + 1/3) = 1 V
VB = 1 + 3 = 4 V

Srovė per įtampos šaltinį

Viskas, kas per šaltinį pateka iš A į B, iš mazgo B išteka per R₂.

Ix = VB/R2 = 4/3 = 1,333 A

Atsakymas

Ix = 1,333 A

Neigiamas rezultatas reiškia, kad tikroji srovė teka prieš rodyklę.

Kaip vyksta praktika

  • „Praktikuotis šiame kurse“ maišo uždavinius iš visų kurso temų, kaip tikrame egzamine.
  • Kiekviename uždavinyje naujos reikšmės, todėl išmokstate metodą, o ne atsakymą.
  • Strigote? Pirmiausia atverkite nedidelę užuominą, o visą paaiškinimą – tik kai jo prireiks.
  • Bandomieji egzaminai yra riboto laiko ir be užuominų, o pabaigoje gaunate rezultatą ir išsamią peržiūrą.

Šio kurso skaičiuoklės

Nuoseklaus ir lygiagretaus rezistorių jungimo skaičiuoklėĮtampos daliklio skaičiuoklėRC laiko konstantos skaičiuoklėOperacinio stiprintuvo stiprinimo skaičiuoklėTevenino ir Norton ekvivalento skaičiuoklėOmo dėsnio skaičiuoklė (įtampa, srovė, varža ir galia)Rezistoriaus spalvų kodo skaičiuoklė (4, 5 ir 6 juostų)Kondensatorių skaičiuoklė (nuoseklusis, lygiagretusis, krūvis ir energija)

Susiję kursai

FE Electrical and Computer egzamino praktikaElektrotechnikos pagrindaiElektronika 1Matavimai ir prietaisaiElektros grandinių teorija 2: kintamosios srovės grandinėsFizika 2: elektra ir magnetizmasElektros energetikos sistemos ir elektros mašinosValdymo inžinerija 1
Praktikuokitės šiame kurse nemokamaiPraktikuotis šiame kurseLaikyti bandomąjį egzaminąKasdien nemokamų uždavinių: 5. Kortelės nereikia.