Объектом исследования является электрическая цепь со смешанным соединением резисторов R1 – R4,собранная на плате №4 центральной панели стенда. Соединения, указанные на схеме стенда, выполнены при монтаже стенда.
Источником питания служит источник постоянного тока с регулируемой величиной ЭДС. Выходные гнезда источника расположены на центральной панели стенда и обозначены "+" и ''-". Внутреннее сопротивление источника полагается равным нулю.
В качестве электроизмерительных приборов используется многопредельные миллиамперметры Э377, а также цифровой или стрелочный электронный вольтметр.
Порядок проведения эксперимента
1. Собрать электрическую цепь в соответствии с рис.4.
2. После проверки схемы преподавателем подать на нее напряжение, для чего на плате №3 левой панели стенда поставить тумблер ВЗ-1 в положение "Вкл.", а тумблер В3-2 в положение П и включить тумблеры В1 и В2 на центральной панели стенда.
3. Подключив вольтметр к гнездам a и f, с помощью ручки "Рег. Uвx" на плате №3 установить указанную преподавателем величину напряжения Uaf и записать ее в табл.1.
4. Записать в табл.1 показания амперметров, измеряющих токи I1, I2, I3.
5. С помощью вольтметра измерить напряжение на каждом резисторе R1 – R6, напряжение Ube, общее напряжение Uaf и записатьих значения в табл.1.
6. Снять напряжение, выключив тумблеры В1 и В2, и отсоединить цепь от гнезд "+" и "-" источника питания.
7. Используя электронный измерительный прибор в режиме омметра, измерить: а) сопротивление всей цепи Raf
б) сопротивление между точками b и e Rbe.
Результаты записать в табл.1.
8. Полностью разобрать электрическую цепь и измерить омметром сопротивления каждого из резисторов R1 – R6. Результаты записать в табл.1.
Обработка результатов эксперимента
1. Используя закон Ома, рассчитать сопротивление R1 – R6, Raf, Rbe. Значения токов и напряжений взять из табл.1. Результаты расчета записать в табл.2.
2. Вычислить мощности на каждом резисторе R1 – R6, участке be и на всей цепи, используя значения напряжений и токов из табл.1. Результаты записать в табл.2.
3. Записать уравнение по первому закону Кирхгофа для узла В и проверить соответствие ему экспериментальных данных.
4. Записать уравнения по второму закону Кирхгофа для контуров abcefa и bdecb проверить соответствиеимэкспериментальных данных.
5. Составить уравнение баланса мощностей и проверить соответствие ему значений мощностей из табл.2.
6. Вычислить эквивалентное сопротивление двух параллельных ветвей между точками b и e Rbe эквивалентное сопротивление всей цепи Raf, считая известными лишь значения сопротивлений R1 – R6 (значения R1 – R6 взять из табл.2). Сравнить полученные результаты со значениями Raf и Rbe из табл.2.
7. Рассчитать электрическую цепь, определив токи I1, I2, I3, если задано напряжение Uaf и сопротивления R1 – R6 (значение Uafвзять из табл.1, а значения R1 – R6 - из табл.2).
Контрольные вопросы и задачи
1. Что такое смешанное соединение элементов электрической цепи? Привести примеры схем.
2. Как определяется эквивалентное сопротивление цепи при смешанном соединении?
3. Дать формулировку законов Кирхгофа.
4. Записать уравнение по первому закону Кирхгофа для узла b (рис.1).
5. Записать уравнение по второму закону Кирхгофа для контура abcefa (рис.1).
6. Записать уравнение баланса мощностей для цепи, представленной на рис.2.
7. Как рассчитать цепь с одним источником ЭДС методом эквивалентных преобразований?
8. Определить эквивалентное сопротивлений цепи (рис.1) относительно точек a и f, если R1 = 5 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 6 Ом, R4 = 4 Ом, R5 = 5 Ом, R6 = 10 Ом.
9. К электрической цепи (рис.2) приложено напряжение Uaf = 60 В. Определить ток I3, если R1 = 7 Ом, R7 = 6 Ом, R8 = 12 Ом, R4 = 9 Ом.
10. Как изменятся токи I1, I2, I3 (рис.2), если при неизменном значении напряжения Uaf уменьшить сопротивление R0?
11. В электрической цепи (рис.1) мощность, потребляемая резистором R5 равна 6 Вт. Определить напряжение Uaf, если R1 = 2 Ом, R2 = 3 Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 1Ом, R5 = 2 Ом, R6 = 1 Ом.
Библиографический список
1. Электротехника / Под ред. В.Г. Герасимова. - М.: Высшая школа, 1985 - с.17-28.
2. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника - М.: Энергоатомиздат, 1983 - с.19-26.
3. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.И. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 1985. с. 25-35.
4. Волынский Е.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Е. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 1987, - с. 36-42.
Протокол испытаний
к лабораторной работе №2 "Исследование линейных электрических цепей постоянного тока со смешанным соединением резисторов".
Таблица 1
| Измеренные параметры | Участок цепи | |||||||
| ab | bc | ce | bd | de | ef | Be | af | |
| I, A | ||||||||
| U, B | ||||||||
| R, Ом |
Расчетно-графическая часть
Таблица 2
| Рассчитанные параметры | Участок цепи | |||||||
| ab | bc | ce | bd | de | ef | Be | af | |
Расчетные формулы:
Уравнение по первому закону Кирхгофа для узла b:
Уравнений по второму закону Кирхгофа
- для контура abcefa:
- для контура bdecb
Уравнение баланса мощностей:
Вычисление эквивалентных сопротивлений Rbe и Raf
Расчет цепи
Дано: U= R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 =
Определить I1, I2, I3
Краткие выводы по работе:
Группа Студент Дата
Преподаватель
Лабораторная работа №3
Исследование нелинейных электрических цепей постоянного тока
1. Получить экспериментальным путем и проанализировать зависимости тока от напряжения для лампы накаливания и полупроводникового стабилитрона.
2. Освоить методы графического анализа нелинейной последовательной цепи с использованием ампер-вольтных характеристик входящих в нее элементов.
