Принципиальная схема лабораторного макета подключенного к NI ELVIS показана на рис.2.1.
Рис.2.1. Принципиальная электрическая схема лабораторного макета, подключенного к NI ELVIS
Для сборки лабораторной установки необходимо установить обозначенные выводы макета в соответствующие гнезда платы NI ELVIS. На рис.2.2. показан лабораторный макет, подключенный к NI ELVIS.
Рис.2.2. Подключение макета к плате NI ELVIS
Необходимое положение переключателей, а так же схема, соответствующая каждому положению переключателей, отображаются в окне программы.
Задание 1. Эквивалентное преобразование последовательного и параллельного соединения резисторов одним.
1.1. Эквивалентные преобразования при последовательном соединении.
Измерения производятся на схеме, приведенной на рис. 2.3а.
Замечание: на печатной плате макета нумерация резисторов сквозная по всем заданиям, и поэтому не совпадает с указанной в тексте этого задания.
Запишите в отчет величину последовательно соединенных сопротивлений R1 =_____ и R2 =_____.
Рис.2.3.а
Измерьте сопротивление между точками "1" и "2". Для этого замкните перемычку SA1.1. Запишите его в отчет R изм =____.
Примечание: положение включенного состояния переключателя зависит от его конструкции. На макетах установлены переключатели с движками сбоку. В этих переключателях положение "включено" устанавливается передвижением движка вниз. В переключателях с движком сверху, включение достигается передвижением движка вверх. В окне программы указан вариант переключателя с движком сверху.
Рассчитайте эквивалентное сопротивление Rэкв для схемы на рис. 2.3а относительно точек "1" и "2" и запишите его в отчет Rэкв. расч =____.
Проведите измерения согласно схеме, в которой два последовательных резистора R1 и R2 заменены эквивалентным резистором Rэкв (рис. 2.3б.).
Для измерения замкните перемычку SA1.3.
Проверьте условие эквивалентности схем, т.е. R изм = Rэкв. изм.
Рис.2.3.б
1.2. Эквивалентные преобразования при параллельном соединении.
Измерения производятся на схеме, приведенной на рис. 2.4а. Запишите в отчет величину параллельно соединенных сопротивлений R1 =_____ и R2 =_____.
Рис.2.4.а
Измерьте сопротивление относительно зажима "1" и "2". Для этого замкните перемычку SA1.2. Запишите его в отчет R изм =____.
Рассчитайте эквивалентное сопротивление Rэкв для схемы на рис. 2.4а относительно точек "1" и "2" и запишите его в отчет Rэкв. расч =____.
Проведите измерения согласно схеме, в которой два параллельных резистора R1 и R2 заменены эквивалентным резистором Rэкв (рис. 2.4б.).
Измерьте сопротивление относительно точек "1" и "2". Для этого замкните перемычку SA1.3.
Запишите его в отчет Rэкв. изм =____.
Проверьте условие эквивалентности схем, т.е. Rаб изм = Rэкв. изм.
Рис.2.4б
Задание 2. Эквивалентные преобразования при смешанном соединении резисторов
2.1. Измерения производятся на схеме, приведенной на рис. 2.5а. Запишите в отчет величину сопротивлений R1 =_____, R2 =_____, R3 =_____, R4 =_____.
Рис.2.5а
Измерьте сопротивление относительно зажима "1" и "2"
Для этого замкните перемычку SA1.4.
Запишите его в отчет R изм =____.
Рассчитайте эквивалентное сопротивление Rэкв для схемы на рис. 2.5а относительно точек "1" и "2" и запишите его в отчет Rэкв. расч =____.
2.2. Проведите измерения согласно схеме, в которой соединение резисторов R1, R2, R3, R4 заменены эквивалентным резистором Rэкв (рис. 2.5б.).
Измерьте сопротивление относительно точек "1" и "2".Для этого замкните перемычку SA1.3.
Запишите его в отчет Rэкв. изм =____.
Проверьте условие эквивалентности схем, т.е. Rаб изм= Rэкв. изм.
Рис. 2.5б
Задание 3. Эквивалентные преобразования сопротивлений соединенных треугольником в звезду и наоборот
3.1. Измерить токи I1, I2, I3 в схеме соединения резисторов звездой (рис.2.6а). Результаты записать в отчет в табл. 3.1.
3.2. Рассчитать сопротивления эквивалентного треугольника R12, R23, R31
Рис. 2.6а. Схема соединения сопротивлений треугольником
3.3. Измерить токи I1, I2, I3 в схеме соединения резисторов треугольником (рис.2.6б.) Результаты записать в отчет, в табл. 2.1.
3.4. Сопоставить результаты измерения токов в обеих схемах и убедиться в эквивалентности преобразований.
Рис. 2.6б. Схема соединения сопротивлений треугольником
Таблица 2.1.
| R1 Υ | R2 Υ | R3 Υ | I1 Υ | I2 Υ | I3 Υ | R12 Δ | R23 Δ | R31 Δ | I1 Δ | I2 Δ | I3 Δ |
ТРЕБОВАНИЯ к отчету
Отчет о работе составляется каждым студентом на двойном тетрадном листе в клеточку и должен содержать:
Заголовок: название и номер работы, № группы, ФИО.
Цель работы.
Названия заданий к экспериментальным исследованиям
Схемы исследуемых цепей.
Результаты экспериментальных измерений и теоретических расчетов. Временные диаграммы и графики, построенные по результатам измерений и расчетов с указанием масштабов и единиц измерения по осям.
Выводы и сопоставление результатов измерений и расчетов.
Контрольные вопросы
1. Какие виды преобразований сопротивлений вы знаете?
2. Что понимается под термином «эквивалентное преобразование»?
3. Дано n последовательно соединенных сопротивлений. Запишите формулу для их эквивалентного сопротивления.
4. Дано n последовательно соединенных сопротивлений. Запишите формулу для их эквивалентной проводимости.
5. Дано n параллельно соединенных сопротивлений. Запишите формулу для их эквивалентного сопротивления.
6. Дано n параллельно соединенных сопротивлений. Запишите формулу для их эквивалентной проводимости.
7. Для схемы (рис.1.4а) найти напряжения 
, если I1=I2 =5A, I3= 10A, R1=R2=R3=99 Ом.
8. Для схемы (рис.1.4б) дано R1=R2=R3=20 Ом, I1=I2 =5A. Определить токи эквивалентного треугольника.
9. Как измерить сопротивление с помощью амперметра и вольтметра?
10. Как измерить сопротивление цепь с помощью тестера?
Литература
1. Бутырин П.А., Толчеев О.В., Шакирзянов Ф.Н. Электротехника. – М.: Academia, 2006, 272с.
2. Евдокимов Ф.Е. Обшая электротехника. Учебник для СПО. - М.: Высшая школа, 2004, 367 с.
3. Лоторейчук Е.А. Теоретические основы электротехники: Учебник для СПО. - Инфра-М, ИД ФОРУМ, 2008 г.
4. Немцов М.В., Немцова М.Л Электротехника и электроника: Учебник для СПО. М., Академия, 2007г. - 358с.
5. Касаткин А.С. Немцов М.В. Электротехника. Учебник для ВПО. М., Академия, 2007г. – 544с.
