Метод узловых потенциалов.

Выбираем УПН токов ветвей,обозначаем узлы. Выбираем базовый или опорный узел так,чтобы он являлся 1-м из концов ветвей идеального источника ЭДС.Если нет идеального источника, примем за опорный любой узел. Если в схеме несколько ветвей с идеальными источниками, то остальные исключить путем преобразования.

Обозначаем потенциалы остальных узлов. Выбираем УПН потенциалов этих узлов.

Определяем количество уравнений по МУПу.

Nур=Nузл – Nветв с ид ист-1

Составить для каждого независимого узла уравнения по МУПу. Записать токи ветвей через узловые потенциалы.

φ4=0

φ1=E1, φ2-?, φ3-?

Составляем систему уравнений

 

φ2(1/(R4+R7) + 1/R5 + 1/R6) – φ1*1/(R4+R7) – φ3*1/R5= 0

φ3(1/R5 + 1/R3 + 1/(R2+∞)) – φ1*1/R3 – φ2*1/R5= E3/R3 – J

Составляем матрицу

Решаем эту систему относительно неизвестных потенциалов.Подставляем известные значения.

φ2(0,1+0,1+0,2) – φ1*0,1 – φ3*0,1 = 0

φ3(0,1+0,1) – φ1*0,1 – φ2*0,1 = 0,5-1

Рассмотрим первое уравнение системы.

φ2*0,4 – 3 – φ3*0,1 = 0

φ3=( φ2*0,4 – 3)/0,1= φ2*4 – 30 (1)

Рассмотрим второе уравнение системы.

φ3*0,2 – 3 – φ2*0,1 = -0,5

Подставляем в него полученное уравнение (1)

(φ2*4 – 30)*0,2 – 3 – φ2*0,1 = -2,5

φ2*0,7=8,5

Получаем значение:

φ2=12,143 B

Подставляем полученное значение.

φ3 = φ2*4 – 30= 12,143*4 – 30= 18,572 B

Находим токи в каждой ветви через полученные потенциалы по закону Ома.

 

I4= (φ1- φ2)/(R4+R7)=(30 – 12,143)/10= 1,786 A

I5= (φ3- φ2)/R5= (18,572 – 12,143)/10=0,643 A

I6= (φ2- φ4)/R6= 12,143/5=2,429 A

Находим оставшиеся токи по 1-му закону Кирхгофа.

I6- I1 + I2=0

I1= I6 + I2=1+2,429 = 3,429 A

I3- I5 -I2=0

I3= I5 + I2=1+0,643 = 1,643 A