Регулирование напряжения в цепях постоянного тока

Работа № Э-1

Регулирование тока и напряжения

В цепях постоянного тока

 

Регулирование силы тока реостатом

Цель работы - изучение одного из способов регулирования силы тока.

 

В работе используются:

- резисторы R1 = 150 Ом (потенциометр); R2 = 30 Ом; 51 Ом;

- соединительные провода.

 

Соберите схему исследования, приведенную на рис. 1. Установите ось потенциометра R1 в среднее положение. Ручку регулятора выходного напряжения источника питания ИП1 поверните до упора против часовой стрелки.

Включите стенд. Установите на выходе источника питания по вольтметру PV напряжение 3 В.

 

 

 

 

	Рис. 1

Поверните ось потенциометра R1 до упорав сторону уменьшения его сопротивления и измерьте максимальный ток в цепи I_max. Поверните ось потенциометра R1 до упора в обратном направлении, полностью введя его. При этом ток в цепи станет минимальным I_min. Запишите минимальное и максимальное значение тока в цепи в табл.1.

 

Таблица 1

Сопротивление R2 Ом I_max I_min I_max / _Imin

 

Рассчитайте кратности регулирования тока в цепи - отношения максимальных I_max и минимальных I_min токов. Этот параметр характеризует эффективность регулирования тока.

Включите шунт R_Ш3 амперметра, получив предел измерения 1 А.. Исключите из цепи резистор R2, закоротив его соединительным проводом.

Постепенно уменьшая сопротивление потенциометра R1 и увеличивая при этом ток в цепи, добейтесь срабатывания электронной защиты источника питания ИП1. Отметьте максимальный выходной ток источника питания ИП1.

 

Вывод: ток в цепи можно регулировать последовательно включенным переменным резистором - реостатом.

Контрольные вопросы

1. Какие способы регулирования силы тока в цепи вы знаете?

2. Можно ли с помощью реостата регулировать силу тока от 0?

3. Составьте схему, которая позволит изменять силу тока в цепи вдвое.

 

Регулирование напряжения в цепях постоянного тока

Цель работы - изучение схем регулирования постоянного напряжения.

 

В работе используются:

- резисторы R1 = 150 Ом (потенциометр); R2 = 20 Ом; 51 Ом;

- соединительные провода.

1. Соберите электрическую схему, пользуясь рис.2.

 

Установите ручку регулятора выходного напряжения источника питания ИП1 в среднее положение. Включите стенд. Поверните ось потенциометра R1 в крайнее положение по часовой стрелке, при этом напряжение на нагрузке R2 должно быть максимальным U_max. Поверните ось потенциометра в крайнее положение против часовой стрелки - напряжение на нагрузке станет минимальным U_min.

Повторите измерения с резистором нагрузки сопротивлением 51 Ом.

Рассчитайте коэффициенты перекрытия для двух резисторов нагрузки по формуле

к_ПЕР = U_min/U_max.

Результаты измерений занесите в табл. 2

 

Таблица 2

 

Сопротивление нагрузки, R Ом
Максимальное напряжение,Umax,В
Минимальное напряжение, Umin, В
Коэффициент перекрытия, Кпер

 

2. Соберите электрическую схему исследования, пользуясь рис. 3.

Установите ручку регулятора выходного напряжения источника питания ИП1 в среднее положение. Включите стенд. Поверните ось потенциометра R1 в положение, при котором напряжение на нагрузке максимально. Установите напряжение на нагрузке 5 В. Убедитесь, что при повороте оси потенциометра в противоположное крайнее положение напряжение на нагрузке уменьшится до нуля. Запишите величину U_max и U_min.

 

 

Выводы: существует два основных способа регулирования напряжения в цепях постоянного тока - реостатом, включенным последовательно с нагрузкой, и потенциометром;

первый способ позволяет получить ограниченный коэффициент перекрытия, который определяется соотношением максимального сопротивления реостата и сопротивления нагрузки;

второй способ позволяет изменять напряжение на нагрузке от 0 до максимального, но при этом значительная часть мощности теряется на потенциометре, так как в реальных схемах ток потенциометра должен быть в несколько раз больше тока нагрузки - только при таком соотношении удается получить достаточно широкий интервал регулирования.

 

Контрольные вопросы

 

1. Постройте графики зависимостей напряжения на нагрузке для изученных схем от угла поворота оси потенциометра R1 при условии, что сопротивление потенциометра распределено равномерно по длине намотки.