Основные теоретические сведения

Ток и напряжение приемника можно регулировать с помощью реостата (рис.3-1) и с помощью делителя (рис.3-4).

                      

           

Рис.3-1

 

Ток I и напряжение U н в цепи с последовательном соединением R p и R н

(рис.3-1) связаны с величиной сопротивления регулировочного реостата R p соотношениями:

U

U

 

k +1

R H(k +1)

I = ————, (3.1)                U н= ———, (3.2)

 

 

R р

где                                             

R н

k = —--.

 

 

В соответствии с уравнением (3.2) построена кривая на рис.3-2.

 

                    

                                                     

Рис.3-2

 

При увеличении сопротивления приемника R н и неизменном максимальном значении сопротивления регулировочного реостата (R p=0÷ R p макс.) пределы регулирования напряжения на приемнике сужаются (рис.3-3).

 

        

Рис.3-3.

Здесь

 , .

 

При регулировании реостатом для расширения пределов и более плавного регулирования можно применить несколько реостатов, соединенных последовательно.

                             

 

Рис.3-4

 

Напряжение U н в цепи с параллельным соединением R д и R н (рис.3-4) связано с введеной частью делителя R ₁, (параллельной приемнику) соотношением:

 

U _Н = UR _H/(R _g(1+ R _H/ R ₁)- R ₁)

 

β U

1-λ+ β / λ

или   U _н = ————,                                 (3.4)

R н

R 2

 

R д

R д

где β = ——,         λ = ―

 

 

В соответствии с уравнением (3.4) построены кривые отношения  для различных β (рис. 3-5)

                         

 

Рис.3-5.

 

Перечень оборудования:

1. Источник питания 36 В.

2. Резисторы: R p=0÷100 Ом, R ₃=75 Ом.

3. Измерительные приборы: амперметр, вольтметр.

 

Содержание работы

Рассмотреть два способа регулирования тока и напряжения на приемнике при различных нагрузках:

1) с помощью регулировочного сопротивления, включенного последовательно с источником питания и приемником,

2) с помощью делителя напряжения.

 

Порядок выполнения работы

1.Регулирование с помощью регулировочного сопротивления.

1.1. Собрать для исследования электрическую цепь, схема замещения которой приведена на рис.3-6.

 

Рис.3-6

 

В качестве регулировочного сопротивления используется сопротивление R p (R =0÷100 Ом, Р =50 Вт), в качестве приемника Rн1 используется резистор R ₄, и в качестве приемника R н₂ - резистор R ₃.

1.2. Изменяя сопротивление регулировочного реостата R p при R н₁ снять показания приборов для 5-6 точек и занести их в табл. 3-1.

                                                                                                   Таблица 3- 1

№ п/п	Данные измерений			Данные вычислений
	U 1, B	U 2, B	I, A	R p, Ом	R p/ R н1	U 2 /U 1	R н1
1. 2. 3. 4. 5. 6.

 

1.3. Тот же эксперимент повторить при R н₂ и занести данные в табл. 3-2.

                                                                                                     Таблица 3-2

№ п/п	Данные измерений			Данные вычислений
	U 1, B	U 2, B	I, A	R p, Ом	R p /R н1	U 2 /U 1	R н2
1. 2. 3. 4. 5. 6.

 

1.4. По данным измерений вычислить R p (введенную часть регулировочного реостата), R н₁, R н₂, U ₂ / U ₁, найти отношения R p / R н₁, R p / R н₂.

1.5. По данным табл. 1 и 2 построить зависимости

                и        

2. Регулирование делителем.

             2.1. Собрать для исследования электрическую цепь, схема замещения которой приведена на рис.3-7.

                   

Рис.3-7

 

В качестве делителя используется сопротивление R p (R =0÷100 Ом, Р =50 Вт), в качестве приемника R н₁ используется резистор R ₄, в качестве приемника R н₂ резистор R ₃. Вольтметр V₂ должен быть включен до ключа В1.

2.2. Изменяя положение подвижного контакта делителя напряжения вращением ручки R p снять показания приборов для 5-6 точек при R н₁ и занести эти показания в табл. 3.

При каждом данном положении подвижного контакта делителя измерить напряжение холостого хода U ₂х (при отключенном приемнике ключ В1 разомкнут).                                                                                                   

                                                                                                      Таблица 3-3

№ п/п	Данные измерений				Данные вычислений
	U 1, B	U 2, B	U 2x, B	I, A	U 2 /U 1	R 1 /R 2	R н1
1. 2. 3. 4..

 

2.3.

U 2x

Повторить опыт при сопротивлении приемника R н₂. Показания занести в таблицу, подобную табл. 3-3.

2.4.

U 1

По данным измерений вычислить R н₁, R н₂ , U ₂ / U ₁, R ₁ / R д= —

2.5. По данным таблиц построить две зависимости:

                  при R н₁ и R н₂.

 

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Схемы исследования.

4. Таблицы приборов и оборудования.

5. Таблицы с результатами измерений и вычислений.

6. Расчетные формулы.

7. Графики зависимостей.

8. Вывод.

 

Контрольные вопросы

1. Вывести зависимости (3.1) и (3.2) для схемы рис.3-1.

2. Как влияет отношение R p_мах. / R н на пределы регулирования тока и напряжения при реостатном регулировании?

3. Вывести зависимость (3.3) для схемы рис.3-4.

4. Написать зависимости тока I от сопротивления R ₁ для схемы рис.3-4.

 

5.

R н

R д

Как влияет отношение β = — на пределы регулирования напряжения?

 

R н

6.

R д

Как влияет отношение β = — на характер регулирования напряжения?

 

Литература

1. Сборник задач по общей электротехнике [Текст]: /; Под ред. В.С.Пантюшина. – М.: Высшая школа, 1973. - № 1.5, 1.6, 1.12, 1.41.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4