Электротехника
 Скачать 0.81 Mb.
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2«ЛИНЕЙНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА»Цель работы Получение навыков сборки простых электрических цепей, включения в электрическую цепь измерительных приборов. Убедиться в соблюдении законов Ома и Кирхгофа в линейной цепи. Исследовать распределение токов, напряжений и мощности при различных способах соединения. Пояснения к работе Электрическая цепь, состоящая из элементов, вольтамперные характеристики которых являются прямыми линиями, называется линейной электрической цепью, а элементы, из которых состоит цепь, – линейными элементами. Соединение в электрической цепи, при котором через все элементы протекает один и тот же ток, называется последовательным соединением (рис. 2.1).  Рис. 2.1. Схема последовательного соединения элементов Эквивалентное сопротивление  последовательной цепи постоянного тока равно сумме сопротивлений отдельных участков: Напряжение на отдельном участке в соответствии с законом Ома пропорционально сопротивлению этого участка:   Напряжение  на входе последовательной цепи в соответствии со вторым законом Кирхгофа равно сумме напряжений на отдельных участках: Основным недостатком последовательного соединения является зависимость режимов работы потребителей друг от друга. При параллельном соединении двух или нескольких элементов напряжение на них одно и то же, так как выводы этих элементов подключены к одним и тем же узлам (рис. 2.2).  Рис. 2.2. Схема параллельного соединения элементов Токи в отдельных элементах определяются по закону Ома:   В соответствии с первым законом Кирхгофа ток Iв неразветвленной части цепи равен сумме токов всех параллельных ветвей:  Проводимость параллельного соединения равна сумме проводимостей отдельных участков:  Важнейшим достоинством параллельного соединения является независимость режимов работы потребителей друг от друга. Смешанным называется соединение (рис. 2.3), при котором имеет место и последовательное и параллельное соединение элементов.  Рис. 2.3. Схема смешанного соединения элементов Один из способов расчета цепей смешанного соединения элементов – метод эквивалентных преобразований, основанный на последовательном преобразовании участков цепи, имеющих параллельное или последовательное соединение элементов. Порядок выполнения работы Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль резисторов, модуль цифровых индикаторов, модуль мультиметров). Исследование последовательного соединения элементов электрической цепи. По схеме на рисунке 2.4 собрать линейную электрическую цепь с последовательным соединением резисторов.  Рис. 2.4 Схема опыта с последовательным соединением элементов Установить значения сопротивлений резисторов  ,  в соответствии с заданным вариантом (табл. 2.1). Представить схему для проверки преподавателю.Таблица 2.1 Значения сопротивлений резисторов при последовательном соединении
Включить электропитание стенда (автоматический выключатель QF модуля питания и выключатель SA2 этого же модуля). Измерить ток в цепи, величину напряжение на входе цепи и напряжения на резисторах и . Результаты измерений занести в таблицу 2.2. Изменить величину сопротивления резистора и снова провести измерения. Выключить источник постоянного напряжения (выключатель SA2).Таблица 2.2 Исследование последовательного соединения
Исследование параллельного соединения элементов электрической цепи. По схеме на рисунке 2.5 собрать линейную электрическую цепь с параллельным соединением резисторов.  Рис. 2.5 Схема опыта с параллельным соединением элементов Установить значения сопротивлений резисторов , в соответствии с заданным вариантом (табл. 2.3). Представить схему для проверки преподавателю.Таблица 2.3 Значения сопротивлений резисторов при параллельном соединении
Включить электропитание стенда (автоматический выключатель QF модуля питания и выключатель SA2 этого же модуля). Измерить напряжение и токи в цепи. Результаты измерений занести в таблицу2.4. Изменить величину сопротивления резистора R2 и снова провести измерения. Выключить источник постоянного напряжения (выключатель SA2). Таблица 2.4 Исследование параллельного соединения
Исследование смешанного соединения элементов электрической цепи. По схеме на рисунке 2.6 собрать линейную электрическую цепь со смешанным соединением резисторов.  Рис. 2.6 Схема опыта со смешанным соединением элементов Установить значения сопротивлений резисторов , и  в соответствии с заданным вариантом (табл. 2.5). Представить схему для проверки преподавателю.Таблица 2.5 Значения сопротивлений резисторов при смешанном соединении
Включить электропитание стенда (автоматический выключатель QF модуля питания и выключатель SA2 этого же модуля). Измерить напряжения и токи в цепи. Результаты измерений занести в таблицу 2.6. Изменить величину сопротивления резистора R2 и снова провести измерения. Выключить источник постоянного напряжения (выключатель SA2). Таблица 2.6 Исследование смешанного соединения
Содержание отчета Отчет по лабораторной работе должен содержать: Титульный лист. Цель работы. Схемы экспериментов и таблицы полученных данных. Результаты расчетов. Выводы по работе. Контрольные вопросы Что такое линейный и нелинейный элемент в электрической цепи? Привести примеры линейных и нелинейных элементов электрических цепей и вид их вольтамперных характеристик. Как по показаниям амперметра и вольтметра можно определить величину сопротивления участка электрической цепи постоянного тока? В каких единицах измеряются сила тока, напряжение и сопротивление? Нарисуйте схемы для измерения методом амперметра и вольтметра больших и малых электрических сопротивлений. Для исследуемых электрических цепей запишите уравнения по законам Кирхгофа. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||