1 Собрать электрическую цепь (рис.11) на наборном поле стенда из трех предложенных преподавателем резисторов. При монтаже предусмотреть возможность измерения тока в цепи амперметром и напряжения на участках цепи.
 |
Рисунок 11 – Последовательное соединение приемников постоянного тока
2 Произвести измерения и результаты занести в таблицу 4 для двух значений напряжений: U= 25 В и U= 20 В.
Таблица 4 – Результаты измерений
| № | Измерено | Вычислено | |||||||||||
| U, В | I, А | U1, В | U2 В | U3 В | R Ом | R1 Ом | R2 Ом | R3 Ом | Р Вт | Р1 Вт | Р2 Вт | Р3 Вт | |
3 Вычислить полное сопротивление цепи R = 
и сопротивление участков Ri = 
. Сравнить сумму сопротивлений участков с сопротивлением всей цепи. Вычислить мощность, потребляемую цепью, Р=U·I, и мощности отдельных участков Рi=I2i·Ri=Ui·I. Сравнить мощность, отдаваемую источником, с суммой мощностей на участках цепи.
4 Построить потенциальную диаграмму для одного из опытов.
5 Исследовать цепь с параллельным соединением приемников, для чего собрать цепь, как показано на рисунке 12. Резисторы, используемые в цепи, взять в соответствии с указаниями преподавателя, а в целях сокращения числа электроизмерительных приборов в местах включения амперметра включить заглушку.
 |
Рисунок 12 – Цепь с параллельным соединением приемников
При двух значениях напряжения источника произвести измерения и занести их в таблицу 5.
Таблица 5 – Таблица измерений
| № | Измерено | Вычислено | |||||||||||
| U, В | I, А | I1, А | I2, А | I3, А | R, Ом | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | ΣI, А | RЭ, Ом | Рист, Вт | ΣР, Вт | |
Определить эквивалентное сопротивление цепи RЭ = 
и сопротивление ветвей
Ri = 
(2.12)
Вычислить расчетное эквивалентное сопротивление
RЭ = 
, (2.13)
мощность источника Рист =U I и потребляемую приемниками мощность
. (2.14)
Сравнить величины ∑I = I1+I2+I3, R и RЭ, Рист и ∑Р.
6 Исследовать цепь со смешанным соединением приемников. Собрать электрическую цепь (рис.13). При монтаже предусмотреть возможность измерения тока в ветвях цепи и напряжения на ее участках. При двух напряжениях источника произвести измерения и результаты занести в таблицу 6.
 |
Рисунок 13 – Цепь со смешанным соединением приемников
Таблица 6 – Результаты измерений
| № | Измерено | Вычислено | ||||||||||||
| U, В | U1, В | U23, В | I1, А | I2, А | I3, А | R, Ом | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | RЭ, Ом | I2+I3, А | Рист, Вт | ΣР, Вт | |
Определить эквивалентное сопротивление цепи RЭ = и сопротивления ветвей R1, R2, R3. Вычислить расчетное эквивалентное сопротивление цепи, мощность источника и потребляемую мощность приемниками цепи.
Записать необходимое количество уравнений по законам Кирхгофа для исследуемой цепи. Нарисовать граф и дерево графа цепи со смешанным соединением приемников.
7 Сделать выводы по работе, обратив внимание на особенности параллельного и последовательного соединения и конфигурации этих цепей.
Контрольные вопросы
1 Как определяется эквивалентное сопротивление цепи при последовательном, параллельном и смешанном включении приемников?
2 Какими особенностями обладает цепь с последовательным включением приемников? С параллельным включением приемников?
3 Как вы понимаете уравнение баланса мощности электрической цепи?
4 Дайте формулировки 1-го и 2-го законов Кирхгофа.
5 Как составить уравнения по законам Кирхгофа?
6 Что такое независимый контур? Как определить независимые контуры в расчетной цепи?
7 Что такое граф дерева? Корень дерева графа? Хорда? Для чего используют метод графов?
8 Назовите примеры из практики с последовательным и параллельным соединениями элементов в электрических устройствах и системах.
Литература
1 Рибалко, М. П. Теоретичні основи електротехніки. Лінійні електричні кола: підручник / М. П. Рибалко, В. О. Єсауленко, В.І. Костенко. – Донецьк: Новий світ, 2003. – C.13-19.
2 Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник / Л. А. Бессонов. – 10-е изд. – М.: Гардарики, 2002. – С.35-45. – ISBN 5-8297-0026-3.
Лабораторная работа 2
