Теорія електричних кіл 1: шпаргалка-підсумок

Аркуші з формулами, ключові кроки методів для кожної теми та 14 задач для практики, з повними розв’язками наприкінці.

Нові задачі Назад до курсу

У вікні друку виберіть «Зберегти як PDF», щоб зберегти копію на пристрої.

1Формули та методи

Послідовні й паралельні резистори

Послідовне з’єднання резисторів: R_eq = R₁ + R₂ + …
Паралельне з’єднання резисторів: 1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + …
Два паралельно: R_eq = R₁R₂ / (R₁ + R₂)
Закон Ома: V = I·R
Потужність: P = V·I = I²R = V²/R

Метод

Почніть з кінця мережі, найдальшого від затискачів.
Послідовні резистори об’єднуйте додаванням, паралельні — за 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …
Перемальовуйте коло після кожного кроку.
Повторюйте, доки між затискачами не залишиться один резистор.

Метод вузлових потенціалів

Закон струмів Кірхгофа: ΣI_in = ΣI_out
Струм гілки: I = (V_a − V_b)/R
Опорний вузол: V_ground = 0

Метод

Оберіть опорний вузол (землю) і позначте напруги інших вузлів.
Запишіть закон струмів Кірхгофа для кожного невідомого вузла: струми, що витікають через гілки, дорівнюють струмам, що втікають.
Виразіть кожен струм гілки як (V_a − V_b)/R.
Розв’яжіть систему рівнянь, потім знайдіть потрібний струм.

Метод контурних струмів

Закон напруг Кірхгофа: ΣV = 0 у кожному контурі
Спільний резистор: струм = I₁ − I₂
Джерело струму в контурі: задає струм цього контуру

Метод

Задайте струм за годинниковою стрілкою в кожному контурі (вікні) кола.
Застосуйте закон напруг Кірхгофа до кожного контуру: сума спадів напруги дорівнює нулю.
У резисторі, спільному для двох контурів, струм дорівнює різниці двох контурних струмів.
Розв’яжіть рівняння; від’ємний результат означає, що струм тече в протилежному напрямку.

Метод накладання

Метод накладання: x = x₁ + x₂ + … (one source at a time)
Вимкнене джерело напруги: коротке замикання (0 V)
Вимкнене джерело струму: розрив (0 A)
Подільник напруги: V₂ = V·R₂/(R₁ + R₂)
Подільник струму: I₁ = I·R₂/(R₁ + R₂)

Метод

Порахуйте незалежні джерела. Для кожного джерела ви розв’яжете одне простіше коло.
Залиште одне джерело й вимкніть інші: джерело напруги стає коротким замиканням (провідником), джерело струму — розривом.
Розв’яжіть простіше коло щодо потрібної напруги чи струму, стежачи за напрямком.
Повторіть для кожного джерела, потім додайте внески з урахуванням знаків.

Тевенен і Нортон

Напруга Тевенена: V_th = V_{open circuit}
Опір Тевенена: R_th: усі джерела вимкнені, з боку a–b
Струм Нортона: I_N = V_th/R_th
Струм навантаження: I_L = V_th/(R_th + R_L)
Передача максимальної потужності: R_L = R_th, P_max = V_th²/(4R_th)

Метод

Від’єднайте навантаження й позначте два затискачі a і b.
Знайдіть напругу холостого ходу між a і b: це V_th.
Вимкніть усі незалежні джерела й знайдіть опір з боку a–b: це R_th.
Поверніть навантаження до еквівалентної схеми: V_th послідовно з R_th.
Для еквівалента Нортона перетворіть: I_N = V_th/R_th, з паралельним R_N = R_th.

Схеми з операційними підсилювачами

Інвертувальний підсилювач: V_out = −(R_f/R_in)·V_in
Неінвертувальний підсилювач: V_out = (1 + R_f/R₁)·V_in
Сумувальний підсилювач: V_out = −R_f(V₁/R₁ + V₂/R₂)
Ідеальний ОП: V₊ = V₋, I_in = 0

Перехідні процеси RC і RL

Стала часу: τ = RC | τ = L/R
Відгук: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ
Конденсатор на постійному струмі: розрив; v_C не може змінитися стрибком
Котушка на постійному струмі: коротке замикання; i_L не може змінитися стрибком
Усталений режим: t ≈ 5τ

Метод

Знайдіть початкове значення одразу після комутації: напруга на конденсаторі й струм через котушку не можуть змінитися стрибком.
Знайдіть кінцеве значення через довгий час після комутації: конденсатор поводиться як розрив, котушка — як коротке замикання.
Знайдіть сталу часу: τ = RC або τ = L/R, використовуючи опір з боку конденсатора чи котушки.
Використайте x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ.

2Задачі для практики

1.Послідовні й паралельні резисториСередня

Знайдіть струм I_R1, який віддає джерело і який тече через R₁.

V₁ = 18 VR₁ = 15 ΩR₂ = 10 ΩR₃ = 6 ΩR₄ = 8 Ω

I_R1 = A

2.Послідовні й паралельні резисториСкладна

Знайдіть струм I_R1, який віддає джерело і який тече через R₁.

V₁ = 36 VR₁ = 8 ΩR₂ = 12 ΩR₃ = 4 ΩR₄ = 15 ΩR₅ = 10 ΩR₆ = 5 Ω

I_R1 = A

3.Метод вузлових потенціалівСередня

Методом вузлових потенціалів знайдіть потужність P_Is, яку віддає джерело струму I_s.

V₁ = 12 VI_s = 1,5 AR₁ = 12 ΩR₂ = 20 ΩR₃ = 6 ΩR₄ = 15 Ω

P_Is = W

4.Метод вузлових потенціалівСкладна

Скористайтеся методом вузлових потенціалів, щоб знайти вузлову напругу V_A (відносно землі).

V₁ = 5 VI_s = 2,5 AV₂ = 12 VR₁ = 8 ΩR₂ = 2 ΩR₃ = 3 ΩR₄ = 30 ΩR₅ = 2 Ω

V_A = V

5.Метод контурних струмівСередня

Скористайтеся методом контурних струмів, щоб знайти контурний струм I₁ (за годинниковою стрілкою).

V₁ = 15 VV₂ = 18 VR₁ = 15 ΩR₂ = 15 ΩR₃ = 6 Ω

I₁ = A

6.Метод контурних струмівСкладна

Скористайтеся методом контурних струмів, щоб знайти струм I_R3 через R₃ у напрямку стрілки.

V₁ = 24 VV₂ = 12 VR₁ = 10 ΩR₂ = 4 ΩR₃ = 20 ΩR₄ = 2 ΩR₅ = 20 Ω

I_R3 = A

7.Метод накладанняСередня

Скористайтеся методом накладання, щоб знайти струм I_R1 через R₁ у напрямку стрілки.

V₁ = 10 VI_s = 2,5 AR₁ = 8 ΩR₂ = 8 ΩR₃ = 6 ΩR₄ = 3 Ω

I_R1 = A

8.Метод накладанняСкладна

Скористайтеся методом накладання, щоб знайти напругу V_R2 на R₂ з указаною полярністю.

V₁ = 9 VI_s = 0,5 AV₂ = 36 VR₁ = 2 ΩR₂ = 15 ΩR₃ = 12 ΩR₄ = 20 Ω

V_R2 = V

9.Тевенен і НортонСередня

Знайдіть струм Нортона I_N: струм, що тече від a до b, якщо затискачі закоротити.

V₁ = 15 VR₁ = 2 ΩR₂ = 5 ΩR₃ = 2 Ω

I_N = A

10.Тевенен і НортонСкладна

До a–b підключено навантаження R_L = 10 Ω. За допомогою еквівалента Тевенена знайдіть потужність P_L, що передається навантаженню.

V₁ = 12 VI_s = 3 AR₁ = 12 ΩR₂ = 8 ΩR₃ = 30 ΩR_L = 10 Ω

P_L = W

11.Схеми з операційними підсилювачамиСередня

ОП ідеальний і живиться від ±15 V. Знайдіть вихідну напругу V_out.

V_in = −1,3 VR₁ = 1 kΩR_f = 1 kΩ

V_out = V

12.Схеми з операційними підсилювачамиСкладна

ОП ідеальний і живиться від ±15 V. Відношення опорів не узгоджені. Знайдіть вихідну напругу V_out.

V₁ = 1,6 VV₂ = 1,7 VR₁ = 4,7 kΩR₂ = 10 kΩR₃ = 47 kΩR₄ = 4,7 kΩ

V_out = V

13.Перехідні процеси RC і RLСередня

До замикання вимикача в момент t = 0 струму через котушку немає. Знайдіть струм i у момент t = 5 ms.

V_s = 24 VR = 50 ΩL = 220 mHt = 5 ms

i = A

14.Перехідні процеси RC і RLСкладна

Ключ паралельно R₂ був замкнений тривалий час, тож струм котушки сталий. При t = 0 ключ розмикається. Знайдіть струм котушки i при t = 5 ms.

V_s = 24 VR₁ = 5 ΩR₂ = 22 ΩL = 68 mHt = 5 ms

i = A

3Розчини

1.Послідовні й паралельні резистори

Відповідь: I_R1 = 0,864 A

Послідовне й паралельне з’єднання: послідовно через кожен резистор тече той самий струм і R = R₁ + R₂ + …. Паралельно на кожному резисторі та сама напруга і 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Драбинчасту мережу спрощують по одній парі, доки не залишиться один еквівалентний опір.

Об’єднуйте резистори з дальнього кінця

Почніть із кінця, найдальшого від джерела, і рухайтеся до нього. Резистори з однаковим струмом з’єднані послідовно; резистори між тими самими двома вузлами — паралельно.

R₃ + R₄ = 6 + 8 = 14 Ω

R₂ ∥ 14 = 10·14/(10+14) = 5,833 Ω

R_eq = R₁ + 5,833 = 15 + 5,833 = 20,83 Ω

Струм джерела

Джерело бачить лише R_eq, тож закон Ома дає струм, який воно віддає. Цей струм тече через R₁.

I_R1 = V₁/R_eq = 18/20,83 = 0,864 A

Відповідь

I_R1 = 0,864 A

2.Послідовні й паралельні резистори

Відповідь: I_R1 = 2,595 A

Об’єднуйте резистори з дальнього кінця

R₅ + R₆ = 10 + 5 = 15 Ω

R₄ ∥ 15 = 7,5 Ω

R₃ + 7,5 = 11,5 Ω

R₂ ∥ 11,5 = 5,872 Ω

R_eq = R₁ + 5,872 = 8 + 5,872 = 13,87 Ω

Струм джерела

Джерело бачить лише R_eq, тож закон Ома дає струм, який воно віддає. Цей струм тече через R₁.

I_R1 = V₁/R_eq = 36/13,87 = 2,595 A

Відповідь

I_R1 = 2,595 A

3.Метод вузлових потенціалів

Відповідь: P_Is = 21,91 W

Метод вузлових потенціалів: оберіть опорний вузол, позначте невідомі вузлові напруги, запишіть закон струмів Кірхгофа для кожного невідомого вузла за законом Ома (I = ΔV/R) і розв’яжіть отримані рівняння.

ЗСК у вузлі A

Струми, що виходять із A через резистори, дорівнюють струму, який джерела подають у A.

V_A/R₂ + (V_A − V₁)/R₁ + (V_A − V_B)/R₃ = 0

V_A/20 + (V_A − 12)/12 + (V_A − V_B)/6 = 0

0,3·V_A − 0,1667·V_B = 1

ЗСК у вузлі B

Струми, що виходять із B через резистори, дорівнюють струму, який джерела подають у B.

V_B/R₄ + (V_B − V_A)/R₃ = I_s

V_B/15 + (V_B − V_A)/6 = 1,5

−0,1667·V_A + 0,2333·V_B = 1,5

Розв’яжіть

Δ = (0,3)(0,2333) − (−0,1667)(−0,1667) = 0,04222

V_A = Δ₁/Δ = 0,4833/0,04222 = 11,45 V

V_B = Δ₂/Δ = 0,6167/0,04222 = 14,61 V

Потужність, яку віддає джерело струму

Джерело подає Iₛ угору у вузол B, від землі (0 V) до V_B. Джерело, струм якого виходить з його затискача +, віддає потужність P = V·I.

P_Is = V_B·I_s = 14,61·1,5 = 21,91 W

Відповідь

P_Is = 21,91 W

4.Метод вузлових потенціалів

Відповідь: V_A = 2,831 V

Визначте вузли

Земля — нижній провід. Відомі вузлові напруги беруться прямо з джерел (V₁ = 5 V, V₂ = 12 V). Невідомі: V_A, V_B.

ЗСК у вузлі A

Струми, що виходять із A через резистори, дорівнюють струму, який джерела подають у A.

V_A/R₃ + (V_A − V₁)/R₁ + (V_A − V_B)/R₂ = 0

V_A/3 + (V_A − 5)/8 + (V_A − V_B)/2 = 0

0,9583·V_A − 0,5·V_B = 0,625

ЗСК у вузлі B

Струми, що виходять із B через резистори, дорівнюють струму, який джерела подають у B.

V_B/R₅ + (V_B − V_A)/R₂ + (V_B − V₂)/R₄ = I_s

V_B/2 + (V_B − V_A)/2 + (V_B − 12)/30 = 2,5

−0,5·V_A + 1,033·V_B = 2,9

Розв’яжіть

Δ = (0,9583)(1,033) − (−0,5)(−0,5) = 0,7403

V_A = Δ₁/Δ = 2,096/0,7403 = 2,831 V

V_B = Δ₂/Δ = 3,092/0,7403 = 4,176 V

Відповідь

V_A = 2,831 V

5.Метод контурних струмів

Відповідь: I₁ = 0,5111 A

Метод контурних струмів: дайте кожному вікну плоского кола власний контурний струм, запишіть закон напруг Кірхгофа для кожного контуру (сума спадів = сума зростань) і розв’яжіть. Струми гілок — це контурний струм або різниця двох контурних струмів у спільній гілці.

Призначте контурні струми

У кожному вікні намалюйте струм за годинниковою стрілкою: I₁, I₂. Резистор, спільний для двох контурів, проводить різницю їхніх струмів.

ЗНК для контуру 1

Обходячи за годинниковою стрілкою, спади напруги на резисторах дорівнюють зростанням напруги джерел (від − до + у напрямку обходу).

R₁·I₁ + R₃(I₁ − I₂) = V₁

15·I₁ + 6(I₁ − I₂) = 15

21·I₁ − 6·I₂ = 15

ЗНК для контуру 2

R₂·I₂ + R₃(I₂ − I₁) = −V₂

15·I₂ + 6(I₂ − I₁) = (−18)

−6·I₁ + 21·I₂ = −18

Розв’яжіть

Δ = (21)(21) − (−6)(−6) = 405

I₁ = Δ₁/Δ = 207/405 = 0,5111 A

I₂ = Δ₂/Δ = −288/405 = −0,7111 A

Відповідь

I₁ = 0,5111 A

Від’ємний контурний струм тече проти годинникової стрілки.

6.Метод контурних струмів

Відповідь: I_R3 = −0,3638 A

Призначте контурні струми

У кожному вікні намалюйте струм за годинниковою стрілкою: I₁, I₂, I₃. Резистор, спільний для двох контурів, проводить різницю їхніх струмів.

ЗНК для контуру 1

R₁·I₁ + R₄(I₁ − I₂) = V₁

10·I₁ + 2(I₁ − I₂) = 24

12·I₁ − 2·I₂ = 24

ЗНК для контуру 2

R₂·I₂ + R₄(I₂ − I₁) + R₅(I₂ − I₃) = 0

4·I₂ + 2(I₂ − I₁) + 20(I₂ − I₃) = 0

−2·I₁ + 26·I₂ − 20·I₃ = 0

ЗНК для контуру 3

R₃·I₃ + R₅(I₃ − I₂) = −V₂

20·I₃ + 20(I₃ − I₂) = (−12)

−20·I₂ + 40·I₃ = −12

Розв’яжіть

Δ = визначник матриці коефіцієнтів = 7520

I₁ = Δ₁/Δ = 14880/7520 = 1,979 A

I₂ = Δ₂/Δ = −960/7520 = −0,1277 A

I₃ = Δ₃/Δ = −2736/7520 = −0,3638 A

Відповідь

I_R3 = I₃ = −0,3638 A

Від’ємний контурний струм тече проти годинникової стрілки.

7.Метод накладання

Відповідь: I_R1 = 1,106 A

Метод накладання: у лінійному колі будь-яка напруга чи струм дорівнює сумі відгуків на кожне незалежне джерело, що діє окремо. Щоб вимкнути джерело, замініть ідеальне джерело напруги коротким замиканням, а ідеальне джерело струму — розривом. Резистори залишаються на місці.

Випадок 1 · діє лише V₁

Iₛ стає розривом, тож R₃ і R₄ утворюють одну послідовну гілку від A до землі, паралельну R₂.

R₃+R₄ = 6+3 = 9 Ω

R₂ ∥ (R₃+R₄) = 8·9/(8+9) = 4,235 Ω

V_A = 10·4,235/(8+4,235) = 3,462 V

V_B = V_A·R₄/(R₃+R₄) = 3,462·3/9 = 1,154 V

I_R1′ = (V₁ − V_A)/R₁ = (10 − 3,462)/8 = 0,8173 A

Випадок 2 · діє лише I_s

V₁ стає коротким замиканням, тож R₁ паралельний R₂. Iₛ у точці B розгалужується між R₄ і шляхом через R₃.

R₁ ∥ R₂ = 8·8/(8+8) = 4 Ω

R_eq = R₄ ∥ (R₃+R₁∥R₂) = 3 ∥ 10 = 2,308 Ω

V_B = I_s·R_eq = (−2,5)·2,308 = −5,769 V

V_A = V_B·(R₁∥R₂)/(R₃+R₁∥R₂) = −5,769·4/10 = −2,308 V

I_R1″ = (V₁ − V_A)/R₁ = (0 − −2,308)/8 = 0,2885 A

Додайте складові

I_R1 = I_R1′ + I_R1″

I_R1 = 0,8173 + 0,2885 = 1,106 A

Від’ємний результат означає, що насправді струм тече проти стрілки.

8.Метод накладання

Відповідь: V_R2 = −13,77 V

Випадок 1 · діє лише V₁

V₂ стає коротким замиканням, а Iₛ — розривом. З боку A резистор R₃ паралельний послідовній парі R₂+R₄.

R₃ ∥ (R₂+R₄) = 12 ∥ 35 = 8,936 Ω

V_A = 9·8,936/(2+8,936) = 7,354 V

V_B = V_A·R₄/(R₂+R₄) = 7,354·20/35 = 4,202 V

V_R2′ = V_B − V_A = 4,202 − 7,354 = −3,152 V

Випадок 2 · діє лише I_s

Обидва джерела напруги стають короткими замиканнями. Iₛ у точці B розгалужується між R₄ (тепер до землі) і R₂, послідовним із R₁ ∥ R₃.

R₁ ∥ R₃ = 1,714 Ω, тож лівий шлях — R₂+1,714 = 16,71 Ω

R_eq = R₄ ∥ 16,71 = 9,105 Ω

V_B = I_s·R_eq = 0,5·9,105 = 4,553 V

V_A = V_B·1,714/16,71 = 0,4669 V

V_R2″ = V_B − V_A = 4,553 − 0,4669 = 4,086 V

Випадок 3 · діє лише V₂

V₁ стає коротким замиканням, а Iₛ — розривом. R₁ ∥ R₃ відходить від A, послідовно з R₂ назад до B.

R₁ ∥ R₃ = 2·12/(2+12) = 1,714 Ω

V_B = V₂·(R₂+R₁∥R₃)/(R₄+R₂+R₁∥R₃) = (−36)·16,71/36,71 = −16,39 V

V_A = V_B·(R₁∥R₃)/(R₂+R₁∥R₃) = −16,39·1,714/16,71 = −1,681 V

V_R2‴ = V_B − V_A = −16,39 − −1,681 = −14,71 V

Додайте складові

V_R2 = V_R2′ + V_R2″ + V_R2‴

V_R2 = (−3,152) + 4,086 + (−14,71) = −13,77 V

Від’ємний результат означає, що насправді полярність протилежна вказаній.

9.Тевенен і Нортон

Відповідь: I_N = 3,125 A

Теорема Тевенена: будь-яке лінійне двополюсне коло поводиться як одне джерело напруги V_th, послідовне з опором R_th. Теорема Нортона подає те саме коло як джерело струму I_N = V_th/R_th, паралельне R_th.

Знайдіть R_th з усіма вимкненими джерелами

Замініть джерела напруги короткими замиканнями, а джерела струму — розривами, а тоді подивіться на коло з боку a–b.

R₁ ∥ R₂ = 2·5/(2+5) = 1,429 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 1,429 + 2 = 3,429 Ω

Знайдіть V_th — напругу холостого ходу

Коли a–b розімкнені, через R₃ струм не тече, тож спаду на ньому немає і V_b = V_A. R₁ і R₂ утворюють дільник напруги.

V_th = V₁·R₂/(R₁+R₂) = 15·5/(2+5) = 10,71 V

Еквівалент Нортона

Джерело Нортона — те саме коло, подане як джерело струму, паралельне R_th. Його струм — це струм короткого замикання на a–b.

I_N = V_th/R_th = 10,71/3,429 = 3,125 A

10.Тевенен і Нортон

Відповідь: P_L = 59,41 W

Знайдіть R_th з усіма вимкненими джерелами

R₁ ∥ R₂ = 12·8/(12+8) = 4,8 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 4,8 + 30 = 34,8 Ω

Знайдіть V_th — напругу холостого ходу

Коли a–b розімкнені, Iₛ може текти лише через R₃ у вузол A. Знайдіть V_A накладанням V₁ та Iₛ, потім додайте спад на R₃.

V_A = V₁·R₂/(R₁+R₂) + I_s·(R₁∥R₂) = 4,8 + 3·4,8 = 19,2 V

V_th = V_B = V_A + I_s·R₃ = 19,2 + 3·30 = 109,2 V

Підключіть навантаження до еквівалента Тевенена

Джерело Тевенена і послідовний R_th поводяться на a–b точно як початкове коло, тож навантаження бачить простий послідовний контур.

I_L = V_th/(R_th + R_L) = 109,2/(34,8 + 10) = 2,438 A

P_L = I_L²·R_L = 2,438²·10 = 59,41 W

11.Схеми з операційними підсилювачами

Відповідь: V_out = −2,6 V

Правила ідеального ОП: з від’ємним зворотним зв’язком підсилювач встановлює вихід так, щоб обидва входи мали однакову напругу (V₋ = V₊), і в жоден вхід струм не тече. ЗСК на інвертувальному вході з цими двома фактами дає вихід.

Інвертувальний вхід повторює вхід

V₋ = V₊ = −1,3 V

I = V₋/R₁ = −1,3/1 = −1,3 mA

Вихідна напруга

Струм через R₁ тече й через R_f.

V_out = V₋ + I·R_f = −1,3 + (−1,3)·1 = −2,6 V

Відповідь

V_out = −2,6 V

12.Схеми з операційними підсилювачами

Відповідь: V_out = −2,921 V

Напруга на вході +

V₊ = V₂·R₄/(R₃ + R₄) = 1,7·4,7/(47 + 4,7) = 0,1545 V

Накладіть дію двох входів

При V₂ = 0 для V₁ схема — інвертувальний підсилювач. При V₁ = 0 V₊ підсилюється з коефіцієнтом неінвертувального підсилювача 1 + R₂/R₁.

V_out = −(10/4,7)·1,6 + (1 + 10/4,7)·0,1545 = −3,404 + 0,4834 = −2,921 V

Відповідь

V_out = −2,921 V

13.Перехідні процеси RC і RL

Відповідь: i = 0,3259 A

Перехідні процеси першого порядку: у колі з одним конденсатором або однією котушкою кожна напруга й кожен струм експоненційно змінюються від початкового до кінцевого значення: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ, де τ = RC або τ = L/R. Приблизно через 5τ коло виходить на усталений режим.

Стала часу і кінцевий струм

Через тривалий час після замикання котушка поводиться як коротке замикання, тож кінцевий струм визначає лише R.

τ = L/R = 220 mH / 50 Ω = 4,4 ms

i(∞) = V_s/R = 24/50 = 0,48 A

Струм у заданий момент

i(t) = i(∞)·(1 − e^−t/τ) = 0,48·(1 − e^−5/4,4) = 0,3259 A

Відповідь

i = 0,3259 A

14.Перехідні процеси RC і RL

Відповідь: i = 1,426 A

Початкове значення, кінцеве значення, стала часу

До t = 0 замкнений ключ шунтує R₂; після цього в контурі обидва резистори, R₁ і R₂.

i(0) = 24/5 = 4,8 A

i(∞) = 24/(5 + 22) = 0,8889 A

τ = L/R = 68/27 = 2,519 ms

i(t) = 0,8889 + (4,8 − 0,8889)·e^−t/τ

Струм у заданий момент

i(5) = 0,8889 + (3,911)·e^−5/2,519 = 1,426 A

Відповідь

i = 1,426 A

ExamProblems · examproblems.com/courses/circuit-analysis-1

Теорія електричних кіл 1: шпаргалка-підсумок

1Формули та методи

Послідовні й паралельні резистори

Метод

Метод вузлових потенціалів

Метод

Метод контурних струмів

Метод

Метод накладання

Метод

Тевенен і Нортон

Метод

Схеми з операційними підсилювачами

Перехідні процеси RC і RL

Метод

2Задачі для практики

3Розчини

Об’єднуйте резистори з дальнього кінця

Струм джерела

Відповідь

Об’єднуйте резистори з дальнього кінця

Струм джерела

Відповідь

ЗСК у вузлі A

ЗСК у вузлі B

Розв’яжіть

Потужність, яку віддає джерело струму

Відповідь

Визначте вузли

ЗСК у вузлі A

ЗСК у вузлі B

Розв’яжіть

Відповідь

Призначте контурні струми

ЗНК для контуру 1

ЗНК для контуру 2

Розв’яжіть

Відповідь

Призначте контурні струми

ЗНК для контуру 1

ЗНК для контуру 2

ЗНК для контуру 3

Розв’яжіть

Відповідь

Випадок 1 · діє лише V1

Випадок 2 · діє лише Is

Додайте складові

Випадок 1 · діє лише V1

Випадок 2 · діє лише Is

Випадок 3 · діє лише V2

Додайте складові

Знайдіть Rth з усіма вимкненими джерелами

Знайдіть Vth — напругу холостого ходу

Еквівалент Нортона

Знайдіть Rth з усіма вимкненими джерелами

Знайдіть Vth — напругу холостого ходу

Підключіть навантаження до еквівалента Тевенена

Інвертувальний вхід повторює вхід

Вихідна напруга

Відповідь

Напруга на вході +

Накладіть дію двох входів

Відповідь

Стала часу і кінцевий струм

Струм у заданий момент

Відповідь

Початкове значення, кінцеве значення, стала часу

Струм у заданий момент

Відповідь

Випадок 1 · діє лише V₁

Випадок 2 · діє лише I_s

Випадок 1 · діє лише V₁

Випадок 2 · діє лише I_s

Випадок 3 · діє лише V₂

Знайдіть R_th з усіма вимкненими джерелами

Знайдіть V_th — напругу холостого ходу

Знайдіть R_th з усіма вимкненими джерелами

Знайдіть V_th — напругу холостого ходу