Рабочее задание. 1. Работу следует выполнять по схеме, показанной на рис

1. Работу следует выполнять по схеме, показанной на рис. 3.

В качестве потребителей используются лампы накаливания, включенные параллельно. При увеличении числа включенных ламп их эквивалентное сопротивление будет уменьшаться, а ток в цепи увеличиваться.

Рис. 3

В качестве аналога линии электропередачи используются два проволочных реостата. Общее сопротивление линии .

Максимальный ток будет при коротком замыкании в конце линии (выключатель В замкнут, напряжение на потребителях и токи в них равны нулю). Ток короткого замыкания

.

Сопротивление нужно установить такой величины (положением движков проволочных реостатов), чтобы ток был близок к пределу измерения амперметра и не превышал номинального тока проволочных реостатов.

2. Включить цепь под напряжение и, замкнув выключатель В, измерить ток короткого замыкания .

3. Изменяя величину тока от нуля до снять показания для 7 точек. Интервал между точками . Показания приборов записать в табл. 2.

Таблица 2

Измерено	Вычислено
А	В	В	Ом	Вт	Ом	о.е.

 

4. По ранее приведенным формулам вычислить для всех режимов (исключая режим холостого хода) , и занести их в правую часть табл. 2. Вычислить величину и также занести ее в табл. 2.

Примечание. Работа выполнена правильно, если сопротивление проводов линии в каждом опыте отличается от среднего значения не более чем на 10 %.

Обработка результатов эксперимента
(указания к самостоятельной работе)

1. По результатам эксперимента вычислить для всех режимов значения , , , , и занести их в табл. 2. Численное значение коэффициента полезного действия рассчитывается по формуле (10).

2. По данным табл. 2 построить в общей системе координат зависимости , , , , , от тока . Образец для построения графиков приведен на рис. 1.

3. Проанализировать зависимости , , , , , от тока . При анализе выявить и обосновать области возрастания (убывания) этих величин, установить их экстремумы.

Используя экспериментальные данные, установить, при каком соотношении сопротивлений линии электропередачи и нагрузки и при каком значении коэффициента полезного действия мощность нагрузки является максимальной. Отметить особенности режимов: холостого хода, номинальной работы, короткого замыкания. Выявить рациональные по величинам и режимы работы для мощных линий и слаботочных цепей связи, телемеханики и автоматики. Сделать выводы по работе.

4. Студенты ряда специальностей (по указанию преподавателя) дополнительно к изложенному в п. 3, должны получить аналитическую зависимость , исследовать ее на максимум и выявить, при каких условиях значение максимально и какое значение при этом имеет коэффициент полезного действия . Результаты аналитических исследований сопоставить с экспериментальными данными и сделать соответствующие выводы. Материал по данному вопросу можно найти в /Л5, с. 31-32/.

Контрольные вопросы

1. Из каких элементов состоит электрическая цепь?

2. В чем состоит цель расчета электрической цепи и как она достигается?

3. Сформулируйте законы Ома и Кирхгофа. Расскажите о методике применения их к расчету простых цепей постоянного тока.

4. Расскажите о тепловом действии электрического тока. Сформулируйте закон Джоуля-Ленца. Запишите и объясните уравнение баланса мощностей в любой электрической цепи.

5. Какой режим электрической цепи называется номинальным и какой рабочим?

6. Почему уменьшается напряжение на зажимах источника при увеличении его нагрузки (тока в цепи)?

7. В чем особенности режимов холостого хода и короткого замыкания электрической цепи? Укажите признаки режимов холостого хода и короткого замыкания.

8. Какой режим электрической цепи является согласованным и где он используется?

9. Что называется внешней характеристикой источника?

10. В чем недостаток круто падающей внешней характеристики источника с точки зрения условий работы приемников?

11. Как изменится напряжение в конце линии электропередачи, если в середине линии произойдет короткое замыкание?

12. Объясните, почему при больших мощностях передача энергии на большие расстояния производится при высоких напряжениях?

13. Укажите величину допустимых потерь напряжения в проводах линии электропередачи.

14. Объясните пути уменьшения потерь напряжения в проводах линии электропередачи.